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JP7545525B2 - Wireless communication unit and wireless network system using the same - Google Patents
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JP7545525B2 - Wireless communication unit and wireless network system using the same - Google Patents

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JP7545525B2 JP2023079657A JP2023079657A JP7545525B2 JP 7545525 B2 JP7545525 B2 JP 7545525B2 JP 2023079657 A JP2023079657 A JP 2023079657A JP 2023079657 A JP2023079657 A JP 2023079657A JP 7545525 B2 JP7545525 B2 JP 7545525B2
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Description

この発明は、無線ネットワーク通信を移動端末との間で行なうための無線通信ユニットに関するものであり、複数ユニット間の連携動作を容易に実現でき、広域エリアのカバーリング対応にも好適に使用可能な無線通信ユニットと、それを用いた無線ネットワークシステムに関する。 This invention relates to a wireless communication unit for performing wireless network communication with a mobile terminal, and to a wireless communication unit that can easily realize coordinated operation between multiple units and can be suitably used for covering a wide area, and a wireless network system that uses the same.

例えば、3GPP仕様に基づく高速通信規格(例えば、LTE(Long Term Evolution)あるいはWiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)の無線通信ネットワークにおいては、無線通信アクセス網を収容するEPC(Evolved Packet Core)をエリア内に構築することが必須であり、移動端末が接続する無線基地局は該EPCを介してIPパケットの送受信制御を受ける。一方、携帯電話、スマートフォンあるいはタブレットPCなどの移動端末の普及に伴い、海上や過疎地域、あるいは災害等により通信機能が喪失した地域など、EPCや無線基地局がインフラ的に整備されていない地域(以下、「無線非整備地域」と称する)においても、移動端末を利用したいという要望が高まっている。 For example, in wireless communication networks based on high-speed communication standards based on 3GPP specifications (such as LTE (Long Term Evolution) or WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access)), it is essential to construct an EPC (Evolved Packet Core) that accommodates a wireless communication access network within the area, and wireless base stations to which mobile terminals connect are controlled for sending and receiving IP packets via the EPC. Meanwhile, with the spread of mobile terminals such as mobile phones, smartphones, and tablet PCs, there is an increasing demand to use mobile terminals in areas where the infrastructure of EPCs and wireless base stations is not in place, such as at sea, in depopulated areas, or in areas where communication functions have been lost due to disasters, etc. (hereinafter referred to as "wireless undeveloped areas").

こうした要望に応えるべく、例えば特許文献1には、無線基地局とEPC機能部とを一体化した複合型の無線通信ユニットが提案されている。このような無線通信ユニットを上記のような無線非整備地域に設置することで、該ユニットに含まれる無線基地局部により小規模ながら通信可能エリアが構築され、ユニット内のEPC機能部が通信制御を行なう形で、前記無線基地局部に接続する複数の移動端末間で無線通信を行なうことが可能となる。しかし、無線通信ユニット1台でカバーできる通信エリアは狭く、また、通信容量も限られている。この場合、無線非整備地域内に無線通信ユニットを複数台配置することも考えられるが、ユニット間での通信連携が考慮されておらず、異なる複合装置に接続された移動端末同士の通信ができない、という欠点がある。また、移動端末の接続台数が増えたり、動画データなどの大容量データの送受信がなされたりした場合など、エリア内の通信トラフィックが過剰となった場合は輻輳などの問題を生じやすい問題がある。 In order to meet such demands, for example, Patent Document 1 proposes a combined wireless communication unit that integrates a wireless base station and an EPC function unit. By installing such a wireless communication unit in a wireless non-equipped area as described above, a small communication area is created by the wireless base station unit included in the unit, and wireless communication can be performed between multiple mobile terminals connected to the wireless base station unit by controlling communication with the EPC function unit in the unit. However, the communication area that can be covered by one wireless communication unit is narrow, and the communication capacity is also limited. In this case, it is possible to place multiple wireless communication units in the wireless non-equipped area, but there is a drawback that communication cooperation between the units is not taken into consideration, and mobile terminals connected to different composite devices cannot communicate with each other. In addition, there is a problem that congestion and other problems are likely to occur when communication traffic in the area becomes excessive, such as when the number of connected mobile terminals increases or when large amounts of data such as video data are sent and received.

そこで、特許文献2~7には、複数の無線通信ユニットを連携させ、移動端末からの通信トラフィックを各無線通信ユニットに分散して転送処理する構成が開示されている。具体的には、特許文献5の図6に、移動端末との通信をオフロードさせるための無線通信ユニット同士の連携経路として、衛星装置を経由する形態が開示されている。 Patent documents 2 to 7 disclose configurations in which multiple wireless communication units are linked together, and communication traffic from a mobile terminal is distributed to each wireless communication unit for forwarding processing. Specifically, FIG. 6 of patent document 5 discloses a form in which a satellite device is used as a linking path between wireless communication units to offload communication with a mobile terminal.

特開2016- 12841号公報JP 2016-12841 A 特開2018-137661号公報JP 2018-137661 A 特開2018-137662号公報JP 2018-137662 A 特開2018-137663号公報JP 2018-137663 A 特開2018-137664号公報JP 2018-137664 A 特開2018-137665号公報JP 2018-137665 A 特開2018-137666号公報JP 2018-137666 A

特許文献2~7においては、複数の無線通信ユニットが相互接続されている様子が図示されている(例えば、特許文献2の図1等)。上述した衛星装置を経由したオフロード形態を除くと、この接続がいかなる実体にて構成されものかにつき、具体的な開示は文献中にてなされていない。しかし、仮に無線通信ユニット間が有線接続されていると考えた場合、無線非整備地域内の相応に広い通信エリア内に無線通信ユニットを分散配置しようとすれば、装置間を接続する通信ケーブルが非常に長くなる。その結果、信号品質及び通信容量の低下を招き、これを防止するための中継装置が必要となるなど、接続インフラ構築のためのコストが高騰する問題がある。さらに、列車や自動車、船舶など、無線通信ユニットが移動体に搭載される用途にあっては、各無線通信ユニットをケーブル接続することは物理的に不可能である。また、仮に無線通信ユニット同士も無線接続されていると考えた場合、新たな無線通信ユニットの組み込み・離脱や、無線通信ユニットの接続順序等が変化する場合の対応についての考慮は全くなされていない。 In Patent Documents 2 to 7, a state in which multiple wireless communication units are interconnected is illustrated (for example, FIG. 1 of Patent Document 2, etc.). Apart from the off-load form via the above-mentioned satellite device, there is no specific disclosure in the documents as to what kind of substance this connection is configured in. However, if it is assumed that the wireless communication units are connected by wire, if the wireless communication units are to be distributed in a reasonably wide communication area in a wireless non-developed area, the communication cable connecting the devices will be very long. As a result, there is a problem that the signal quality and communication capacity will be reduced, and relay devices will be required to prevent this, and the cost of building the connection infrastructure will rise. Furthermore, in applications in which wireless communication units are mounted on moving objects such as trains, automobiles, and ships, it is physically impossible to connect each wireless communication unit by cable. In addition, if it is assumed that the wireless communication units are also wirelessly connected to each other, no consideration is given at all to how to handle the case where a new wireless communication unit is incorporated or removed, or the connection order of the wireless communication units is changed.

本発明の課題は、複数の無線通信ユニットを簡便な構造により無線連携させることが可能であり、ひいては複数ユニット間の連携動作を容易に実現できるとともに、無線通信ユニットの新たな組み込み又は離脱、接続順序等の変更に対しても柔軟に対応可能な無線通信ユニットと、それを用いた無線ネットワークシステムとを提供することにある。 The objective of the present invention is to provide a wireless communication unit and a wireless network system using the same that can wirelessly link multiple wireless communication units with a simple structure, thereby easily achieving linked operations between multiple units, and can flexibly accommodate new incorporation or removal of wireless communication units, changes in the connection order, etc.

上記の課題を解決するために、本発明の無線通信ユニットは、移動体上に搭載可能に構成され、無線ネットワーク通信を移動端末との間で行なうための無線通信ユニットであって、移動端末が端末用無線ベアラを介して接続可能な無線基地局部と、無線基地局部に有線接続され、該無線基地局部に対する上位ネットワーク制御部として機能するEPC(Evolved Packet Core)機能部と、EPC機能部に有線接続されるとともに、第一の別の無線通信ユニットである上流ユニットの無線基地局部(以下、上流無線基地局部という)と上流側のユニット間無線ベアラ(以下、上流ユニット間無線ベアラという)を介して接続可能な中継無線通信部とを備え、無線基地局部は、第二の別の無線通信ユニットである下流ユニットの中継無線通信部(以下、下流中継無線通信部という)と下流側のユニット間無線ベアラ(以下、下流ユニット間無線ベアラという)を介して接続可能とされ、EPC機能部は下流ユニット間無線ベアラ設定要求を無線基地局部に送信する一方、無線基地局部は下流ユニット間無線ベアラ設定要求を受けて下流中継無線通信部とともに下流ユニット間無線ベアラを構築するものであり、EPC機能部は端末用無線ベアラ設定要求を無線基地局部に送信する一方、無線基地局部は端末用無線ベアラ設定要求を受けて移動端末とともに端末用無線ベアラを構築するものであり、中継無線通信部は、上流ユニットのEPC機能部(以下、上流EPC機能部という)が発行する上流ユニット間無線ベアラ設定要求を受信し、該上流ユニット間無線ベアラ設定要求を受けて上流無線基地局部とともに上流ユニット間無線ベアラを構築するものであり、EPC機能部は端末用無線ベアラ設定要求を無線基地局部に送信する一方、無線基地局部は端末用無線ベアラ設定要求を受けて移動端末とともに端末用無線ベアラを構築するものであり、さらに、中継無線通信部は、上流ユニットが非接続の状態において新たな接続先となる上流ユニットの候補を検出した場合に、該上流ユニットの候補の無線基地局部に対し上流ユニット間無線ベアラを構築するためのアタッチ要求を送信することにより、上流ユニットの候補から上流ユニット間無線ベアラ設定要求を受信して上流ユニット間無線ベアラを構築する制御を行なう上流ユニット間無線ベアラ構築制御部を備える一方、無線基地局部は、下流ユニットが非接続の状態において新たに接続される下流ユニットの候補からのアタッチ要求を受信した場合に、該アタッチ要求をEPC機能部に通知するとともに、該EPC機能部からの端末用無線ベアラ設定要求を受信して下流ユニット間無線ベアラを構築する制御を行なう下流ユニット間無線ベアラ構築制御部を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problem, the wireless communication unit of the present invention is a wireless communication unit that is configured to be mountable on a mobile body and is used for wireless network communication with a mobile terminal, and includes a wireless base station section to which a mobile terminal can connect via a terminal wireless bearer, an EPC (Evolved Packet Core) functional section that is wired-connected to the wireless base station section and functions as a higher-level network control section for the wireless base station section, and a relay wireless communication section that is wired-connected to the EPC functional section and can be connected to a wireless base station section of an upstream unit (hereinafter referred to as an upstream wireless base station section) that is a first separate wireless communication unit via an upstream inter-unit wireless bearer (hereinafter referred to as an upstream inter-unit wireless bearer), and the wireless base station section can be connected to a relay wireless communication section of a downstream unit (hereinafter referred to as a downstream relay wireless communication section) that is a second separate wireless communication unit via a downstream inter-unit wireless bearer (hereinafter referred to as a downstream inter-unit wireless bearer), and the EPC functional section can be connected to the downstream unit via a downstream inter-unit wireless bearer (hereinafter referred to as a downstream inter-unit wireless bearer). The EPC function unit transmits an inter-unit radio bearer setting request to the radio base station unit, while the radio base station unit receives the inter-unit radio bearer setting request and establishes a radio bearer between the downstream units together with the downstream relay radio communication unit. The EPC function unit transmits a terminal radio bearer setting request to the radio base station unit, while the radio base station unit receives the terminal radio bearer setting request and establishes a terminal radio bearer together with the downstream relay radio communication unit. The relay radio communication unit receives the inter-unit radio bearer setting request issued by the EPC function unit of the upstream unit (hereinafter referred to as the upstream EPC function unit) and establishes the upstream inter-unit radio bearer. The upstream unit radio bearer establishment control unit receives a radio bearer establishment request and establishes an upstream unit radio bearer together with the upstream radio base station unit, and the EPC function unit transmits a terminal radio bearer establishment request to the radio base station unit, while the radio base station unit receives the terminal radio bearer establishment request and establishes a terminal radio bearer together with the mobile terminal. Furthermore, when the upstream unit detects a candidate upstream unit to be a new connection destination in a disconnected state, the relay radio communication unit is provided with an upstream unit radio bearer establishment control unit that receives an upstream unit radio bearer establishment request from the upstream unit candidate and controls the establishment of an upstream unit radio bearer by transmitting an attach request for establishing an upstream unit radio bearer to the radio base station unit of the candidate upstream unit, while the radio base station unit notifies the EPC function unit of the attach request when it receives an attach request from a downstream unit candidate to be newly connected in a disconnected state, and is provided with a downstream unit radio bearer establishment control unit that receives a terminal radio bearer establishment request from the EPC function unit and controls the establishment of a downstream unit radio bearer.

また、本発明の無線ネットワークシステムは、移動体上に搭載可能に構成され、無線ネットワーク通信を移動端末との間で行なうための無線通信ユニットであって、移動端末が端末用無線ベアラを介して接続可能な無線基地局部と、無線基地局部に有線接続され、該無線基地局部に対する上位ネットワーク制御部として機能するEPC(Evolved Packet Core)機能部と、EPC機能部に有線接続されるとともに、第一の別の無線通信ユニットである上流ユニットの無線基地局部(以下、上流無線基地局部という)と上流側のユニット間無線ベアラ(以下、上流ユニット間無線ベアラという)を介して接続可能な中継無線通信部とを備え、無線基地局部は、第二の別の無線通信ユニットである下流ユニットの中継無線通信部(以下、下流中継無線通信部という)と下流側のユニット間無線ベアラ(以下、下流ユニット間無線ベアラという)を介して接続可能とされ、EPC機能部は下流ユニット間無線ベアラ設定要求を無線基地局部に送信する一方、無線基地局部は下流ユニット間無線ベアラ設定要求を受けて下流中継無線通信部とともに下流ユニット間無線ベアラを構築するものであり、EPC機能部は端末用無線ベアラ設定要求を無線基地局部に送信する一方、無線基地局部は端末用無線ベアラ設定要求を受けて移動端末とともに端末用無線ベアラを構築するものであり、中継無線通信部は、上流ユニットのEPC機能部(以下、上流EPC機能部という)が発行する上流ユニット間無線ベアラ設定要求を受信し、該上流ユニット間無線ベアラ設定要求を受けて上流無線基地局部とともに上流ユニット間無線ベアラを構築するものであり、EPC機能部は端末用無線ベアラ設定要求を無線基地局部に送信する一方、無線基地局部は端末用無線ベアラ設定要求を受けて移動端末とともに端末用無線ベアラを構築するものであり、さらに、中継無線通信部は、上流ユニットが非接続の状態において新たな接続先となる上流ユニットの候補を検出した場合に、該上流ユニットの候補の無線基地局部に対し上流ユニット間無線ベアラを構築するためのアタッチ要求を送信することにより、上流ユニットの候補から上流ユニット間無線ベアラ設定要求を受信して上流ユニット間無線ベアラを構築する制御を行なう上流ユニット間無線ベアラ構築制御部を備える一方、無線基地局部は、下流ユニットが非接続の状態において新たに接続される下流ユニットの候補からのアタッチ要求を受信した場合に、該アタッチ要求をEPC機能部に通知するとともに、該EPC機能部からの端末用無線ベアラ設定要求を受信して下流ユニット間無線ベアラを構築する制御を行なう下流ユニット間無線ベアラ構築制御部を備える無線通信ユニットが複数配置された無線通信ユニット群からなり、該無線通信ユニット群は、互いに隣接する無線通信ユニット対の基地局セルが一部重なる位置関係でユニット間無線ベアラにより接続されるとともに、無線通信ユニット対の一方に接続された移動端末と他方に接続された移動端末とが、無線通信ユニット対及び該無線通信ユニット対を接続するユニット間無線ベアラを介してIPパケットの送受信を行なうことを特徴とする。なお、上流ユニット間無線ベアラと下流ユニット間無線ベアラは、着目している無線通信ユニットの上流側に構築されるか、下流側に構築されるかの違いのみであり、隣接する無線通信ユニット対の中継無線通信部と無線基地局部とを相互に接続する無線ベアラとしての機能的実体は同じであり、以下、これらを総称する場合は単に「ユニット間無線ベアラ」と称するものとする。 The wireless network system of the present invention is a wireless communication unit that is configured to be mounted on a mobile body and is used for wireless network communication with a mobile terminal, and includes a wireless base station unit to which a mobile terminal can connect via a terminal wireless bearer, an EPC (Evolved Packet Core) functional unit that is wired-connected to the wireless base station unit and functions as a higher-level network control unit for the wireless base station unit, and a relay wireless communication unit that is wired-connected to the EPC functional unit and can be connected to a wireless base station unit of an upstream unit (hereinafter referred to as an upstream wireless base station unit) that is a first separate wireless communication unit via an upstream inter-unit wireless bearer (hereinafter referred to as an upstream inter-unit wireless bearer), and the wireless base station unit can be connected to a relay wireless communication unit of a downstream unit (hereinafter referred to as a downstream relay wireless communication unit) that is a second separate wireless communication unit via a downstream inter-unit wireless bearer (hereinafter referred to as a downstream inter-unit wireless bearer), and the EPC functional unit transmits a downstream inter-unit wireless bearer setting request to the wireless base station unit, while the wireless base station unit transmits a downstream inter-unit wireless bearer setting request to the wireless base station unit. The EPC function unit transmits a terminal radio bearer setting request to the radio base station unit, while the radio base station unit receives the terminal radio bearer setting request and sets up a terminal radio bearer together with the mobile terminal. The relay radio communication unit receives an upstream unit radio bearer setting request issued by an EPC function unit of an upstream unit (hereinafter referred to as an upstream EPC function unit) and receives the upstream unit radio bearer setting request and sets up an upstream unit radio bearer together with the upstream radio base station unit. The EPC function unit transmits a terminal radio bearer setting request to the radio base station unit, while the radio base station unit receives the terminal radio bearer setting request and sets up a terminal radio bearer together with the upstream radio base station unit. The relay wireless communication unit receives an attach request for establishing an upstream unit radio bearer together with the mobile terminal, and further includes an upstream unit radio bearer establishment control unit which, when detecting a candidate for an upstream unit to be a new connection destination in a disconnected state of the upstream unit, transmits an attach request for establishing an upstream unit radio bearer to the radio base station unit of the candidate for the upstream unit, thereby receiving an upstream unit radio bearer establishment request from the candidate for the upstream unit and controlling the establishment of an upstream unit radio bearer. On the other hand, when receiving an attach request from a candidate for a downstream unit to be newly connected in a disconnected state of the downstream unit, the radio base station unit The wireless communication unit group includes a wireless communication unit having a downstream unit radio bearer construction control unit that notifies the EPC function unit of a touch request and receives a terminal radio bearer setting request from the EPC function unit to control the construction of a downstream unit radio bearer. The wireless communication unit group is characterized in that the base station cells of adjacent wireless communication unit pairs are connected by the unit radio bearer in a positional relationship in which they partially overlap, and a mobile terminal connected to one of the wireless communication unit pairs and a mobile terminal connected to the other transmit and receive IP packets via the wireless communication unit pair and the unit radio bearer connecting the wireless communication unit pair. Note that the upstream unit radio bearer and the downstream unit radio bearer are different only in that they are constructed on the upstream side or downstream side of the wireless communication unit of interest, and have the same functional entity as a wireless bearer that connects the relay wireless communication unit and the wireless base station unit of the adjacent wireless communication unit pairs to each other. Hereinafter, these will be referred to collectively simply as "unit radio bearer".

上記本発明の無線通信ユニット(及び無線ネットワークシステム)は、その下位概念において、中継無線通信部が、上流ユニットとは別の無線通信ユニットであって上流ユニットよりも高品質にて無線接続可能な切替候補ユニットが存在する場合に、新たな上流ユニットとして該切替候補ユニットに接続切り替えする上流ユニット接続切替制御部を有するように構成できる。 The wireless communication unit (and wireless network system) of the present invention described above can be configured, in a subordinate concept, so that when there is a switching candidate unit that is a wireless communication unit other than the upstream unit and can be wirelessly connected with higher quality than the upstream unit, the relay wireless communication unit has an upstream unit connection switching control unit that switches the connection to the switching candidate unit as a new upstream unit.

また、上流ユニット接続切替制御部が、上流ユニットとの間の通信品質の低下により該上流ユニットとの接続が切断されるに伴い、切替候補ユニットに接続切り替えするように構成できる。 The upstream unit connection switching control unit can also be configured to switch the connection to a switching candidate unit when the connection with the upstream unit is cut off due to a deterioration in communication quality with the upstream unit.

EPC機能部は無線基地局部に対し、下流ユニットとの間の下流ユニット間無線ベアラを一時的かつ強制的に切断する指示を行なう下流ユニット間無線ベアラ強制切断指示部を備える一方、無線基地局部は指示を受けて下流ユニット間無線ベアラの切断制御を行なう下流ユニット間無線ベアラ切断制御部を備え、上流ユニット接続切替制御部は、上流ユニット間無線ベアラが切断されるに伴い、該上流ユニット間無線ベアラにより上流ユニットとして接続されていた無線通信ユニットである旧上流ユニットと、切替候補ユニットとのそれぞれに対する通信品質評価を行ない、通信品質評価の結果に基づいて新たな上流ユニットとして接続するべき無線通信ユニットを決定するように構成できる。この場合、より具体的には上流ユニット接続切替制御部は、各無線通信ユニットからCQI参照信号を受信し、該CQI参照信号を用いてCQI情報を生成し、該CQI情報の内容に基づいて通信品質評価を行なうように構成できる。 The EPC function unit includes a downstream unit radio bearer forced disconnection instruction unit that instructs the radio base station unit to temporarily and forcibly disconnect the downstream unit radio bearer between the downstream unit and the downstream unit, while the radio base station unit includes a downstream unit radio bearer disconnection control unit that receives the instruction and controls the disconnection of the downstream unit radio bearer, and the upstream unit connection switching control unit can be configured to perform communication quality evaluation for each of the old upstream unit, which is the radio communication unit connected as the upstream unit by the upstream unit radio bearer, and the switching candidate unit, when the upstream unit radio bearer is disconnected, and to determine the radio communication unit to be connected as the new upstream unit based on the result of the communication quality evaluation. In this case, more specifically, the upstream unit connection switching control unit can be configured to receive a CQI reference signal from each radio communication unit, generate CQI information using the CQI reference signal, and perform communication quality evaluation based on the content of the CQI information.

また、下流ユニット間無線ベアラ強制切断指示部は、接続中の下流ユニットとの距離を反映した下流ユニット距離情報を取得する下流ユニット距離情報取得部と、切替候補ユニットとの距離を反映した切替候補ユニット距離情報を取得する切替候補ユニット距離情報取得部と、取得された切替候補ユニット距離情報に反映される切替候補ユニットとの距離d1が、取得された下流ユニット距離情報に反映される下流ユニットとの距離dcよりも小さくなった場合に、下流ユニット間無線ベアラを一時的かつ強制的に切断する指示を行なうように構成できる。 The downstream unit-to-downstream unit radio bearer forced disconnection instruction unit can be configured to include a downstream unit distance information acquisition unit that acquires downstream unit distance information reflecting the distance to the connected downstream unit, a switching candidate unit distance information acquisition unit that acquires switching candidate unit distance information reflecting the distance to the switching candidate unit, and to instruct the downstream unit to temporarily and forcibly disconnect the radio bearer between the downstream units when the distance d1 between the switching candidate unit and the switching candidate unit reflected in the acquired switching candidate unit distance information becomes smaller than the distance dc between the downstream unit and the downstream unit reflected in the acquired downstream unit distance information.

無線通信ユニットの現在位置を取得する現在位置取得部が設けられ、下流ユニット距離情報取得部及び切替候補ユニット距離情報取得部は、下流ユニット及び切替候補ユニットからそれぞれの現在位置を取得し、それらの現在位置の情報に基づいて前下流ユニットとの距離及び切替候補ユニットとの距離を各々算出するものとして構成できる。 A current position acquisition unit is provided to acquire the current position of the wireless communication unit, and the downstream unit distance information acquisition unit and the switching candidate unit distance information acquisition unit can be configured to acquire the current positions of the downstream unit and the switching candidate unit, respectively, and calculate the distance to the previous downstream unit and the distance to the switching candidate unit based on the information on the current positions.

また、下流ユニット間無線ベアラ強制切断指示部は、下流ユニット間無線ベアラを切断する指示を予め定められた時間間隔にて周期的に出力するものとして構成できる。 The downstream unit radio bearer forced disconnection instruction unit can be configured to periodically output an instruction to disconnect the downstream unit radio bearer at a predetermined time interval.

さらに、EPC機能部は、無線基地局部の通信エリア内にて該無線基地局に端末用無線ベアラを介して接続中の複数の移動端末及び他の無線通信ユニットの中継無線通信部について、それら接続中の移動端末のノード特定情報を登録する接続中ノード登録部を備え、無線基地局部から転送されてくるIPパケットの送信先ノードを接続中ノード登録部の登録内容と照合し、送信先ノードが、接続中ノード登録部に登録されたノード特定情報のいずれかに対応する移動端末を示す場合には、IPパケットを該移動端末に無線基地局部にて折り返す形で転送する一方、送信先ノードが接続中ノード登録部に登録されていないノードを示す場合にはIPパケットを中継無線通信部及び無線基地局部の少なくともいずれかから無線通信ユニット外の送信先に転送する制御を行なうように構成できる。 Furthermore, the EPC functional unit can be configured to include a connected node registration unit that registers the node identification information of multiple mobile terminals and relay wireless communication units of other wireless communication units that are connected to the wireless base station via terminal wireless bearers within the communication area of the wireless base station unit, and to compare the destination node of an IP packet transferred from the wireless base station unit with the registered contents of the connected node registration unit, and if the destination node indicates a mobile terminal that corresponds to any of the node identification information registered in the connected node registration unit, to transfer the IP packet to the mobile terminal by looping it back at the wireless base station unit, while if the destination node indicates a node that is not registered in the connected node registration unit, to transfer the IP packet from at least one of the relay wireless communication unit and the wireless base station unit to a destination outside the wireless communication unit.

この場合、EPC機能部は、共有化された中継無線通信部のノード特定情報に基づき、IPパケットの転送テーブルを作成し、該転送テーブルを参照してIPパケットの転送制御を行なうとともに、無線ネットワークシステムに含まれる無線通信ユニットの数の増加、減少、及び接続順序の変更がなされた場合に、転送テーブルの内容を更新するように構成することができる。 In this case, the EPC functional unit can be configured to create a forwarding table for IP packets based on the node identification information of the shared relay wireless communication unit, refer to the forwarding table to control the forwarding of IP packets, and update the contents of the forwarding table when the number of wireless communication units included in the wireless network system increases or decreases, or when the connection order is changed.

本発明の無線通信ユニット及びこれを用いた無線ネットワークシステムにおいては、上流側の別の無線通信ユニットである上流ユニット(上流無線基地局部)と上流ユニット間無線ベアラを介して接続可能な中継無線通信部が設けられる。また、無線基地局部は、下流側の別の無線通信ユニットである下流ユニット(下流中継無線通信部)と下流ユニット間無線ベアラを介して接続可能とされる。その結果、複数の無線通信ユニットをユニット間無線ベアラにより接続することが可能となり、複数台の無線通信ユニットにより、より広いエリアをカバーする無線ネットワークシステムを容易に構築できる。そして、その中継無線通信部は、上流ユニットが非接続の状態において(つまり、ネットワークのエッジを構成している場合である)、新たな接続先となる上流ユニットの候補を検出した場合に、該上流ユニットの候補の無線基地局部に対し上流ユニット間無線ベアラを構築するためのアタッチ要求を送信することにより、上流ユニットの候補から上流ユニット間無線ベアラ設定要求を受信して上流ユニット間無線ベアラを構築できる。また、無線基地局部は、下流ユニットが非接続の状態において新たに接続される下流ユニットの候補からのアタッチ要求を受信した場合に、該アタッチ要求をEPC機能部に通知するとともに、該EPC機能部からの端末用無線ベアラ設定要求を受信して下流ユニット間無線ベアラを構築できる。これにより、無線ネットワークシステムへの新たな無線通信ユニットの組み込みを容易に図ることができる。 In the wireless communication unit of the present invention and the wireless network system using the same, a relay wireless communication unit is provided that can be connected to an upstream unit (upstream wireless base station unit) that is another wireless communication unit on the upstream side via an upstream unit-to-unit wireless bearer. The wireless base station unit can also be connected to a downstream unit (downstream relay wireless communication unit) that is another wireless communication unit on the downstream side via a downstream unit-to-unit wireless bearer. As a result, it becomes possible to connect multiple wireless communication units via unit-to-unit wireless bearers, and a wireless network system that covers a wider area can be easily constructed using multiple wireless communication units. When the relay wireless communication unit detects a candidate upstream unit to be a new connection destination when the upstream unit is in a disconnected state (i.e., when it constitutes the edge of the network), it can receive an upstream unit-to-unit wireless bearer setting request from the candidate upstream unit by transmitting an attach request to the wireless base station unit of the candidate upstream unit to establish an upstream unit-to-unit wireless bearer. In addition, when the wireless base station receives an attach request from a candidate downstream unit to be newly connected while the downstream unit is in a disconnected state, it notifies the EPC function unit of the attach request and receives a request to set up a wireless bearer for the terminal from the EPC function unit to construct a wireless bearer between the downstream units. This makes it easy to incorporate a new wireless communication unit into the wireless network system.

また、その下位概念発明においては、中継無線通信部に、上流ユニットとは別の無線通信ユニットであって上流ユニットよりも高品質にて無線接続可能な切替候補ユニットが存在する場合に、新たな上流ユニットとして該切替候補ユニットに接続切り替えする上流ユニット接続切替制御部を設けるようにした。これにより、無線ネットワークシステムを構築中の複数の無線通信ユニット間の距離や相対的な位置関係が変化したり、あるいは外部から新たな無線通信ユニットが接近し、より高品質な接続状態が確保できる可能性が生じたりした場合に、接続先となる上流ユニットを、より高品質にて無線接続可能な切替候補ユニットに切り替える制御がなされるので、無線ネットワークシステム全体の接続トポロジーの適正化を容易に図ることができ、ひいては通信品質(特に、ユーザスループットおよびセル当りのスループット)を向上させることが可能である。 In addition, in the invention of the lower concept, when a switching candidate unit that is a wireless communication unit other than the upstream unit and can be wirelessly connected with higher quality than the upstream unit is present in the relay wireless communication unit, an upstream unit connection switching control unit is provided that switches the connection to the switching candidate unit as a new upstream unit. As a result, when the distance or relative positional relationship between multiple wireless communication units constructing a wireless network system changes, or when a new wireless communication unit approaches from the outside and there is a possibility that a higher quality connection state can be secured, control is performed to switch the upstream unit to be connected to a switching candidate unit that can be wirelessly connected with higher quality, so that the connection topology of the entire wireless network system can be easily optimized, and communication quality (particularly user throughput and throughput per cell) can be improved.

また、別の下位概念発明においてEPC機能部は、無線基地局部の通信エリア内にて該無線基地局に端末用無線ベアラを介して接続中の複数の移動端末について、それら接続中の移動端末のノード特定情報を登録する接続中ノード登録部を備え、無線基地局部から転送されてくるIPパケットの送信先ノードを接続中ノード登録部の登録内容と照合し、送信先ノードが、接続中ノード登録部に登録されたノード特定情報のいずれかに対応する移動端末を示す場合には、IPパケットを該移動端末に無線基地局部にて折り返す形で転送する一方、送信先ノードが接続中ノード登録部に登録されていないノードを示す場合にはIPパケットを中継無線通信部及び無線基地局部の少なくともいずれかから無線通信ユニット外の送信先に転送する制御を行なう。移動端末の接続が生じるごとにノード特定情報を取得して接続中ノード登録部に登録することで、伝送対象のIPパケットの送信先が配下の移動端末であるか、ユニット外の移動端末であるかを容易に把握できる。その結果、EPC機能部は、外部ネットワークから通信経路情報を取得しなくとも、複数ユニット間のIPパケットの伝送制御を実行可能となる。 In another sub-concept invention, the EPC function unit includes a connected node registration unit that registers the node identification information of a plurality of mobile terminals connected to a wireless base station via a terminal wireless bearer within the communication area of the wireless base station unit, and compares the destination node of an IP packet transferred from the wireless base station unit with the registered contents of the connected node registration unit. If the destination node indicates a mobile terminal corresponding to any of the node identification information registered in the connected node registration unit, the IP packet is transferred to the mobile terminal by being turned back by the wireless base station unit, while if the destination node indicates a node not registered in the connected node registration unit, the IP packet is transferred from at least one of the relay wireless communication unit and the wireless base station unit to a destination outside the wireless communication unit. By obtaining node identification information each time a mobile terminal is connected and registering it in the connected node registration unit, it is possible to easily grasp whether the destination of the IP packet to be transmitted is a subordinate mobile terminal or a mobile terminal outside the unit. As a result, the EPC function unit can execute transmission control of IP packets between multiple units without obtaining communication path information from an external network.

本発明の無線ネットワークシステムの構成単位となる無線通信ユニット対の概念を示す模式図。1 is a schematic diagram showing the concept of a wireless communication unit pair that is a constituent unit of a wireless network system of the present invention; 図1の無線通信ユニット対の電気的構成の概略を示すブロック図。2 is a block diagram showing an outline of the electrical configuration of the wireless communication unit pair of FIG. 1; 本発明の無線通信ユニットの電気的構成の一例を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing an example of an electrical configuration of a wireless communication unit according to the present invention. UE(移動端末)の電気的構成の一例を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing an example of the electrical configuration of a UE (mobile terminal). IPパケットの概念図。1 is a conceptual diagram of an IP packet. 3GPPのコントロールプレーンのプロトコルスタックを概念的に示す図。FIG. 1 is a diagram conceptually illustrating a protocol stack of a 3GPP control plane. 3GPPのユーザプレーンのプロトコルスタックを概念的に示す図。FIG. 1 is a diagram conceptually illustrating a 3GPP user plane protocol stack. 3GPPの下りリンクのチャネルマッピングを概念的に示す図。FIG. 1 is a diagram conceptually illustrating 3GPP downlink channel mapping. 同じく上りリンクのチャネルマッピングを概念的に示す図。FIG. 13 is a diagram conceptually showing uplink channel mapping. 周波数バンドチャネル、及びリソースブロックの関係を示す概念図。FIG. 1 is a conceptual diagram showing the relationship between frequency band channels and resource blocks. 本発明の無線ネットワークシステムの構成形態の一例を模式的に示す図。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a wireless network system according to the present invention. チャネルマップの概念図。A conceptual diagram of a channel map. UEに対するチャネル設定の処理の流れを示すフローチャート。11 is a flowchart showing the flow of a process for setting a channel for a UE. 無線通信ユニットの中継無線通信部の、上流側の別の無線通信ユニットに対するアタッチシーケンスを示す通信フロー図。11 is a communication flow diagram showing an attachment sequence of a relay wireless communication section of a wireless communication unit to another wireless communication unit on the upstream side; UE(移動端末)の無線通信ユニットに対するアタッチシーケンスを示す通信フロー図。1 is a communication flow diagram illustrating an attach sequence of a UE (Mobile Terminal) to a wireless communication unit. 転送テーブルの概念図。A conceptual diagram of a forwarding table. 転送テーブル更新処理の流れを示す図。FIG. 13 is a diagram showing the flow of a forwarding table update process. 同一の無線通信ユニットに接続されたUE間でのIPパケット転送制御シーケンスを示す通信フロー図。FIG. 1 is a communication flow diagram showing an IP packet transfer control sequence between UEs connected to the same wireless communication unit. 隣接する無線通信ユニットに各々接続されたUE間でのIPパケット転送制御シーケンスを示す通信フロー図。FIG. 1 is a communication flow diagram showing an IP packet transfer control sequence between UEs each connected to adjacent wireless communication units. カスケード接続された3つの無線通信ユニットの両端に各々接続されたUE間でのIPパケット転送制御シーケンスを示す通信フロー図。FIG. 11 is a communication flow diagram showing an IP packet transfer control sequence between UEs connected to both ends of three cascaded wireless communication units. カスケード接続された3つの無線通信ユニットの末端に位置する無線通信ユニットのルータを介して、IPパケットを外部ネットワークに転送する制御シーケンスを示す通信フロー図。FIG. 11 is a communication flow diagram showing a control sequence for transferring an IP packet to an external network via a router of a wireless communication unit located at the end of three cascade-connected wireless communication units. 簡易ハンドオーバ処理の制御シーケンスを示す通信フロー図。FIG. 11 is a communication flow diagram showing a control sequence of simple handover processing. UEリスト(接続中ノード登録部)の概念を示す図。FIG. 13 is a diagram showing the concept of a UE list (connected node registration unit). UEリスト更新処理の流れを示す図。FIG. 13 is a diagram showing the flow of a UE list update process. 無線通信ネットワークシステムの先頭の無線通信ユニットに新たな無線通信ユニットをアタッチ・接続させるプロセスを説明する図。1 is a diagram for explaining a process of attaching and connecting a new wireless communication unit to a head wireless communication unit in a wireless communication network system. 無線通信ネットワークシステムの末尾の無線通信ユニットを無線通信ユニットにアタッチ・接続させるプロセスを説明する図。1 is a diagram for explaining a process of attaching and connecting a wireless communication unit at the end of a wireless communication network system to a wireless communication unit. 無線通信ネットワークシステムにおいて、中間の無線通信ユニットが離脱した場合の再接続プロセスを説明する図。FIG. 2 is a diagram for explaining a reconnection process when an intermediate wireless communication unit is disconnected in a wireless communication network system. ユニット間距離に応じてユニット間無線ベアラを一時的に切断し、接近する無線通信ユニットを新たにアタッチさせる形でネットワークに組み込むプロセスを説明する図。FIG. 13 is a diagram for explaining the process of temporarily disconnecting an inter-unit radio bearer depending on the distance between the units, and incorporating an approaching radio communication unit into the network by newly attaching it. 図28に続く説明図。An explanatory diagram following Figure 28. ユニット間無線ベアラを周期的に切断し、接近する無線通信ユニットを新たにアタッチさせる形でネットワークに組み込むプロセスを説明する図。FIG. 1 is a diagram for explaining a process of periodically disconnecting an inter-unit radio bearer and incorporating an approaching wireless communication unit into the network by newly attaching the unit. ユニット間無線ベアラを周期的に切断するタイミングを、複数のユニット間無線ベアラ間で互いに異ならせる変形例を説明する図。FIG. 13 is a diagram for explaining a modified example in which the timings for periodically disconnecting the inter-unit radio bearers are made different among a plurality of inter-unit radio bearers. CQI表の一例を示す図。FIG. 13 is a diagram showing an example of a CQI table. ユニット間無線ベアラの切断に伴い、複数の無線通信ユニットが新たな接続先候補として競合する場合に、CQIに基づいて最終的な接続先を決定する接続調整処理の流れを示すフローチャート。11 is a flowchart showing the flow of a connection adjustment process for determining a final connection destination based on CQI when a plurality of wireless communication units compete as new connection destination candidates following disconnection of an inter-unit radio bearer. ユニット位置情報によりユニット間距離に応じてユニット間無線ベアラを一時的に切断する処理の流れを示すフローチャート。13 is a flowchart showing the flow of a process for temporarily disconnecting an inter-unit radio bearer in accordance with the inter-unit distance based on unit position information. 切断スケジューラを参照してユニット間無線ベアラを一時的に切断する処理の流れを示すフローチャート。11 is a flowchart showing the flow of a process for temporarily disconnecting an inter-unit radio bearer by referring to a disconnection scheduler.

以下、本発明を実施するための形態を添付の図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の無線ネットワークシステムの構成単位となる無線通信ユニット対の概念を一実施形態として示す模式図である。無線通信ユニット対は本発明の一実施形態である同一構成の無線通信ユニット1(A),1(B)からなり(以下、無線通信ユニット対1(A),1(B)ともいう)、それぞれ3GPPで規定された方式(本実施形態では、LTEとするが、WiMAXなど他の方式であってもよい)の通信プロトコルスタックに従い、UE(移動端末)5との間で無線通信を行なうものとして構成されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1 is a schematic diagram showing the concept of a wireless communication unit pair, which is a constituent unit of the wireless network system of the present invention, as one embodiment. The wireless communication unit pair is composed of wireless communication units 1(A) and 1(B) having the same configuration as one embodiment of the present invention (hereinafter, also referred to as wireless communication unit pair 1(A) and 1(B)), and is configured to perform wireless communication with a UE (mobile terminal) 5 according to a communication protocol stack of a method defined by 3GPP (LTE in this embodiment, but other methods such as WiMAX may also be used).

無線通信ユニット1(A),1(B)は、それぞれ移動体である大型船舶WS(A),WS(B)に設置され、後に詳述するユニット間無線ベアラ55により無線接続されている。各無線通信ユニット1(A),1(B)は、それぞれUE(移動端末)5が接続可能となるセル50(A),50(B)を形成する。また、大型船舶WS(A),WA(B)(例えば漁業母船、タンカーなど)の周囲では小船舶FB(例えば、漁船、タグボートなど)が操業をおこなっており、セル50(A)又はセル50(B)内の小船舶FBの乗員がUE5を携行している。それらUE5は、それぞれ最も近い無線通信ユニット1(A),1(B)に対し端末用無線ベアラ57により無線接続されている。なお、UE5は大型船舶WS(A),WA(B)の乗員が携行するものであってもよい。また、無線通信ユニット1(A),1(B)の設置先は船舶以外の移動体(車両など)であってもよいし、例えば陸上の所望の設置先に固定配置してもよい。 The wireless communication units 1(A) and 1(B) are installed on large ships WS(A) and WS(B), which are mobile bodies, and are wirelessly connected by an inter-unit wireless bearer 55, which will be described in detail later. Each wireless communication unit 1(A) and 1(B) forms a cell 50(A) and 50(B), to which a UE (mobile terminal) 5 can connect. Small vessels FB (e.g., fishing boats, tugboats, etc.) are operating around the large vessels WS(A) and WA(B) (e.g., fishing mother ships, tankers, etc.), and crew members of the small vessels FB in the cell 50(A) or cell 50(B) carry UE5. Each of these UE5 is wirelessly connected to the nearest wireless communication unit 1(A) and 1(B) by a terminal wireless bearer 57. The UE5 may be carried by the crew members of the large vessels WS(A) and WA(B). Furthermore, the wireless communication units 1(A) and 1(B) may be installed on a moving body (such as a vehicle) other than a ship, or may be fixedly installed at a desired location on land, for example.

図2は、無線通信ユニット1(A),1(B)の機能ブロック構成を示すものである。無線通信ユニット1(A),1(B)は電気的にはいずれも同一の構成を有する。そして、本明細書において複数の無線通信ユニット及びその構成要素を互いに区別して示す場合は、対応する構成要素に同一の番号を付与しつつ、該番号に続く形で括弧付きの大文字アルファベットを付与して示す。一方、無線通信ユニット間の区別を行なわずに各構成要素を示す場合は、括弧付きの大文字アルファベットを省略する場合がある。以下、無線通信ユニット1(A)側の符号を主体的に用いて説明するが、必要に応じて無線通信ユニット1(B)側についても、対応する符号を援用しつつ説明する。また、本明細書に添付の図面において無線ベアラを示す矢印線を破線にて示し、有線のベアラないし電気的な接続線は実線又は一点鎖線の矢印線で示している。 Figure 2 shows the functional block configuration of the wireless communication units 1 (A) and 1 (B). Both wireless communication units 1 (A) and 1 (B) have the same electrical configuration. In this specification, when multiple wireless communication units and their components are to be distinguished from one another, the corresponding components are given the same numbers, and capital letters in parentheses are added following the numbers. On the other hand, when each component is to be shown without distinguishing between wireless communication units, the capital letters in parentheses may be omitted. In the following, the symbols on the wireless communication unit 1 (A) side are mainly used for the explanation, but the wireless communication unit 1 (B) side will also be explained using the corresponding symbols as necessary. In addition, in the drawings attached to this specification, the arrows indicating the wireless bearers are shown with dashed lines, and the wired bearers or electrical connection lines are shown with solid or dashed arrows.

無線通信ユニット1(A)は、UE(移動端末)5が端末用無線ベアラ57を介して接続可能な無線基地局部4(A)(eNodeB(evolved NodeB))と、無線基地局部4(A)に有線接続され、該無線基地局部4(A)に対する上位ネットワーク制御部として機能するEPC(Evolved Packet Core)機能部3(A)とを有する。また、該EPC機能部3(A)には、上流側の無線通信ユニット1(B)(上流ユニット)の無線基地局部4(B)(上流無線基地局部)に対し上流側のユニット間無線ベアラ55(上流ユニット間無線ベアラ)を介して接続可能な中継無線通信部9(A)が有線接続されている。 The wireless communication unit 1(A) has a wireless base station unit 4(A) (eNodeB (evolved NodeB)) to which a UE (mobile terminal) 5 can be connected via a terminal wireless bearer 57, and an EPC (Evolved Packet Core) functional unit 3(A) that is wired-connected to the wireless base station unit 4(A) and functions as a higher-level network controller for the wireless base station unit 4(A). In addition, a relay wireless communication unit 9(A) that can be connected to the wireless base station unit 4(B) (upstream wireless base station unit) of the upstream wireless communication unit 1(B) (upstream unit) via an upstream inter-unit wireless bearer 55 (upstream inter-unit wireless bearer) is wired-connected to the EPC functional unit 3(A).

一方、無線通信ユニット1(B)は、同様の無線基地局部4(B)と、無線基地局部4(B)に有線接続され、該無線基地局部4(B)に対する上位ネットワーク制御部として機能するEPC機能部3(B)と、EPC機能部3(B)に有線接続される中継無線通信部9(B)を備える。該中継無線通信部9(B)は、無線通信ユニット1(B)の上流側にさらに別の無線通信ユニットが配置されていれば、その無線通信ユニットの無線基地局部に対しユニット間無線ベアラを介して接続可能である(図11参照)。また、無線基地局部4(B)は、下流側の無線通信ユニット1(A)(下流ユニット)の中継無線通信部9(A)(下流中継無線通信部)に対し、下流側のユニット間無線ベアラ55(下流ユニット間無線ベアラ)を介して接続可能とされている。つまり、ユニット間無線ベアラ55は、無線通信ユニット1(A)から見たときは上流ユニット間無線ベアラとなり、無線通信ユニット1(B)から見たときは下流ユニット間無線ベアラとなる。そして、ユニット間無線ベアラ55(下流ユニット間無線ベアラと上流ユニット間無線ベアラ)は、端末側無線ベア57ラと同一方式の無線プロトコルスタック、本実施形態においてはいずれもLTEの無線プロトコルスタックに従って構築される。 On the other hand, the wireless communication unit 1(B) includes a similar wireless base station unit 4(B), an EPC function unit 3(B) that is wired connected to the wireless base station unit 4(B) and functions as a higher-level network control unit for the wireless base station unit 4(B), and a relay wireless communication unit 9(B) that is wired connected to the EPC function unit 3(B). If another wireless communication unit is arranged upstream of the wireless communication unit 1(B), the relay wireless communication unit 9(B) can be connected to the wireless base station unit of the wireless communication unit via a unit-to-unit wireless bearer (see FIG. 11). In addition, the wireless base station unit 4(B) can be connected to the relay wireless communication unit 9(A) (downstream relay wireless communication unit) of the downstream wireless communication unit 1(A) (downstream unit) via a downstream unit-to-unit wireless bearer 55 (downstream unit-to-unit wireless bearer). In other words, the unit-to-unit wireless bearer 55 is an upstream unit-to-unit wireless bearer when viewed from the wireless communication unit 1(A), and is a downstream unit-to-unit wireless bearer when viewed from the wireless communication unit 1(B). The unit-to-unit radio bearer 55 (downstream unit-to-unit radio bearer and upstream unit-to-unit radio bearer) is constructed according to the same radio protocol stack as the terminal-side radio bearer 57, which in this embodiment is an LTE radio protocol stack.

次に、いずれの無線通信ユニット1(A),1(B)(以下、総称する場合は無線通信ユニット1という)においても、EPC機能部3は、コントロールプレーン側のゲートウェイとなるMME(Mobility Management Entity)2、ユーザプレーン側のゲートウェイとなるS-GW(Serving Gateway)6、EPC機能部3、及び該EPC機能部3の上流側ネットワーク要素(ここで、ルータ8(後述)及び中継無線通信部9)の結節点に位置し、上流側ネットワーク要素側(つまり、上流ユニット側)に向けたIPアドレス管理を行なうP-GW(PDN (Packet Data Network) Gateway)7を有する。また、無線基地局部4には複数のUE5が端末用無線ベアラ57を介して無線接続される。 Next, in both wireless communication units 1(A) and 1(B) (hereinafter collectively referred to as wireless communication unit 1), the EPC functional unit 3 has an MME (Mobility Management Entity) 2 which serves as a gateway on the control plane side, an S-GW (Serving Gateway) 6 which serves as a gateway on the user plane side, the EPC functional unit 3, and a P-GW (PDN (Packet Data Network) Gateway) 7 which is located at the junction of the upstream network elements of the EPC functional unit 3 (here, a router 8 (described later) and a relay wireless communication unit 9) and manages IP addresses toward the upstream network elements (i.e., the upstream unit side). In addition, multiple UEs 5 are wirelessly connected to the wireless base station unit 4 via terminal wireless bearers 57.

コントロールプレーン側において無線基地局部(eNodeB)4は、S1-MMEインターフェースを介してMME2に接続される。また、ユーザプレーン側において無線基地局部4は、S1-Uインターフェースを介してS-GW6に接続される。また、S-GW6はS5インターフェースを介してP-GW7と接続される。一方、一般的なLTEネットワークにおいては、複数の無線基地局は共通のコアネットワークに接続され、隣接する無線基地局のセル間をUEが移動する場合、コントロールプレーン側にて無線基地局同士を接続するX2インターフェースあるいはコアネットワーク側のS1インターフェースを介してハンドオーバ制御がなされる。しかし、本実施形態においては、無線通信ユニット1(A),1(B)のセル50(A),50(B)間をUEが移動する場合、両無線通信ユニット1(A),1(B)の無線基地局部4(A),4(B)はX2インターフェースにより接続されておらず、また、コアネットワークに相当するEPC機能部3(A),3(B)が互いに独立しているため、上記従来の形態のハンドオーバ制御がなされない。これに代わって、特有の簡易ハンドオーバ処理がなされるが、詳細については後述する。 On the control plane side, the radio base station unit (eNodeB) 4 is connected to the MME 2 via the S1-MME interface. On the user plane side, the radio base station unit 4 is connected to the S-GW 6 via the S1-U interface. The S-GW 6 is connected to the P-GW 7 via the S5 interface. On the other hand, in a typical LTE network, multiple radio base stations are connected to a common core network, and when a UE moves between cells of adjacent radio base stations, handover control is performed via the X2 interface connecting the radio base stations on the control plane side or the S1 interface on the core network side. However, in this embodiment, when a UE moves between cells 50(A) and 50(B) of the wireless communication units 1(A) and 1(B), the radio base station units 4(A) and 4(B) of both wireless communication units 1(A) and 1(B) are not connected by the X2 interface, and the EPC function units 3(A) and 3(B) corresponding to the core network are independent of each other, so that the handover control of the conventional form described above is not performed. Instead, a unique simplified handover process is performed, the details of which are described below.

図3は、無線通信ユニット1の電気的構成を示すブロック図である。EPC機能部3はマイコンハードウェアを主体に構成されており、CPU301、プログラム実行領域となるRAM302、マスクROM303(恒久的に書換えが不要なマイコンハードウェア周辺制御用等のファームウェアを格納している;以下、同様)及びそれらを相互に接続するバス306等からなる。また、バス306にはフラッシュメモリ305が接続され、ここにEPC用のLTEプロトコルスタックを含む通信ファームウェア305aと、前記LTEプロトコルスタックをプラットフォームとして、図2のMME2、S-GW6及びP-GW7の各機能を仮想的に実現するMMEエンティティ305b、S-GWエンティティ305c及びPーGWエンティティ305dの各プログラムがインストールされている。さらに、フラッシュメモリ305には、IPパケットの転送ルーティングを行なうための転送テーブル305e、接続中ノード登録部305f及びチャネルマップ305gも格納されている。 Figure 3 is a block diagram showing the electrical configuration of the wireless communication unit 1. The EPC function unit 3 is mainly composed of microcomputer hardware, and includes a CPU 301, a RAM 302 that serves as a program execution area, a mask ROM 303 (which stores firmware for controlling the microcomputer hardware peripherals that do not require permanent rewriting; the same applies below), and a bus 306 that connects them to each other. A flash memory 305 is connected to the bus 306, and communication firmware 305a including an LTE protocol stack for EPC and programs for an MME entity 305b, an S-GW entity 305c, and a P-GW entity 305d that virtually realize the functions of the MME 2, S-GW 6, and P-GW 7 in Figure 2 using the LTE protocol stack as a platform are installed here. In addition, the flash memory 305 also stores a forwarding table 305e for forwarding and routing IP packets, a connected node registration unit 305f, and a channel map 305g.

さらに、フラッシュメモリ305には、ネットワーク調整プログラム305hが格納されている。該プログラム305hは、無線基地局部4に対し、下流ユニットとの間の下流ユニット間無線ベアラを一時的かつ強制的に切断する指示を行なう機能を担うものである(その具体的な処理の流れは、図34~図35にて詳述する)。 Furthermore, the flash memory 305 stores a network adjustment program 305h. The program 305h has the function of instructing the radio base station unit 4 to temporarily and forcibly disconnect the downstream unit radio bearer between the downstream unit and the downstream unit (the specific process flow is described in detail in Figures 34 and 35).

また、バス306には上流側通信インターフェース304A及び下流側通信インターフェース304Bが接続されている。P-GW用のIPパケットの入出力ポートは上流側通信インターフェース304Aに、S-GW用のIPパケットの入出力ポートは下流側通信インターフェース304Bにそれぞれ確保される。なお、上記の構成では、図2のMME2、S-GW6及びP-GW7をコンピュータハードウェア上での仮想機能ブロックとして構成しているが、各々独立したハードウェアロジックにより構成してもよい。 In addition, upstream communication interface 304A and downstream communication interface 304B are connected to bus 306. An input/output port for IP packets for the P-GW is secured in upstream communication interface 304A, and an input/output port for IP packets for the S-GW is secured in downstream communication interface 304B. In the above configuration, MME2, S-GW6, and P-GW7 in FIG. 2 are configured as virtual function blocks on computer hardware, but each may be configured with independent hardware logic.

無線基地局部4はマイコンハードウェアを主体に構成されており、CPU401、プログラム実行領域となるRAM402、マスクROM403及びそれらを相互に接続するバス406等からなる。バス406にはフラッシュメモリ405が接続され、ここに無線基地局用のLTEプロトコルスタックを含む通信ファームウェア405aが格納されている。また、バス406には端末用無線ベアラの構築によりUEと無線接続するための無線通信部412と、通信インターフェース404が接続されている。通信インターフェース404はEPC機能部3の下流側通信インターフェース304Bと有線の通信バス31により接続されている。 The wireless base station unit 4 is mainly composed of microcomputer hardware, and includes a CPU 401, a RAM 402 that serves as a program execution area, a mask ROM 403, and a bus 406 that interconnects them. A flash memory 405 is connected to the bus 406, which stores communication firmware 405a including an LTE protocol stack for the wireless base station. Also connected to the bus 406 are a wireless communication unit 412 for wirelessly connecting to a UE by establishing a wireless bearer for the terminal, and a communication interface 404. The communication interface 404 is connected to the downstream communication interface 304B of the EPC function unit 3 by a wired communication bus 31.

中継無線通信部9はマイコンハードウェアを主体に構成されており、CPU901、プログラム実行領域となるRAM902、マスクROM903及びそれらを相互に接続するバス906等からなる。バス906にはフラッシュメモリ905が接続され、ここに中継無線通信部用のLTEプロトコルスタックを含む通信ファームウェア905a、及び上流ユニット接続切替制御プログラム905bが格納されている。また、バス906にはユニット間無線ベアラの構築により上流無線基地局部と無線接続するための無線通信部912と、通信インターフェース904が接続されている。通信インターフェース904はEPC機能部3の上流側通信インターフェース304Aと有線の通信バス30により接続されている。 The relay wireless communication unit 9 is mainly composed of microcomputer hardware, and includes a CPU 901, a RAM 902 that serves as a program execution area, a mask ROM 903, and a bus 906 that interconnects them. A flash memory 905 is connected to the bus 906, which stores communication firmware 905a including an LTE protocol stack for the relay wireless communication unit, and an upstream unit connection switching control program 905b. In addition, a wireless communication unit 912 for wirelessly connecting to an upstream wireless base station unit by establishing an inter-unit wireless bearer, and a communication interface 904 are connected to the bus 906. The communication interface 904 is connected to the upstream communication interface 304A of the EPC function unit 3 by a wired communication bus 30.

中継無線通信部9において、通信ファームウェア905aに組み込まれている中継無線通信部用のLTEプロトコルスタックは、後述するUE(移動端末)用のプロトコルスタックと同一のものが使用される。換言すれば、中継無線通信部9の上流無線基地局部への接続手順は、UE(移動端末)の接続手順であるアタッチシーケンスと方式的には同一である。また、上流ユニット接続切替制御プログラム905bは、中継無線通信部9が上流ユニットの無線基地局部へアタッチする際に、その接続先候補として2つ以上の無線通信ユニットが存在する場合、より高品質にて接続できる無線通信ユニットを最終的に接続すべき上流ユニットとして選択する処理、あるいは、上流ユニットとは別の無線通信ユニットであって上流ユニットよりも高品質にて無線接続可能な切替候補ユニットが存在する場合に、新たな上流ユニットとして該切替候補ユニットに接続切り替えする処理を担うものである。 In the relay wireless communication unit 9, the LTE protocol stack for the relay wireless communication unit incorporated in the communication firmware 905a is the same as the protocol stack for the UE (mobile terminal) described later. In other words, the connection procedure of the relay wireless communication unit 9 to the upstream wireless base station unit is the same as the attach sequence, which is the connection procedure of the UE (mobile terminal). In addition, when the relay wireless communication unit 9 attaches to the wireless base station unit of the upstream unit, if there are two or more wireless communication units as connection destination candidates, the upstream unit connection switching control program 905b is responsible for the process of selecting a wireless communication unit that can be connected with higher quality as the upstream unit to be finally connected to, or for the process of switching to the switching candidate unit as a new upstream unit if there is a switching candidate unit that is a wireless communication unit other than the upstream unit and can be wirelessly connected with higher quality than the upstream unit.

また、通信バス30には、EPC機能部3とインターネット等の外部ネットワーク60との間のIPパケットの送受信を中継するルータ8が接続されている(すなわち、EPC機能部3と中継無線通信部9との間にルータ8が設けられている)。 In addition, a router 8 is connected to the communication bus 30, which relays the transmission and reception of IP packets between the EPC function unit 3 and an external network 60 such as the Internet (i.e., the router 8 is provided between the EPC function unit 3 and the relay wireless communication unit 9).

次に、無線通信ユニット1は、着脱式の二次電池モジュール21(例えば、リチウムイオン二次電池モジュールやニッケル水素二次電池モジュールなど)と、無線基地局部4、EPC機能部3、ルータ8及び中継無線通信部9の各機能回路ブロックと、二次電池モジュール21からの入力電圧を各機能回路ブロックの駆動電圧に変換して出力する電源回路部22とが可搬型筐体23に一体的に組付けられた構造を有する。これにより、無線通信ユニット1は、二次電池モジュール21から駆動電源電圧を自律的に調達でき、商用交流などの外部電源電圧が使用不能な設置場所(例えば海上など)においても問題なく使用可能である。可搬型筐体23は金属ないし強化型樹脂製の箱型であり、図3に示す例では、搬送ないし移動の便宜を図るため、可搬型筐体23の底部にキャスター24Cを、同じく背面に手押し用の取手24を設けている。 Next, the wireless communication unit 1 has a structure in which a detachable secondary battery module 21 (for example, a lithium ion secondary battery module or a nickel hydrogen secondary battery module, etc.), each functional circuit block of the wireless base station unit 4, the EPC function unit 3, the router 8, and the relay wireless communication unit 9, and a power supply circuit unit 22 that converts the input voltage from the secondary battery module 21 into a drive voltage for each functional circuit block and outputs it are integrally assembled in a portable housing 23. This allows the wireless communication unit 1 to autonomously obtain a drive power supply voltage from the secondary battery module 21, and can be used without problems even in installation locations where external power supply voltages such as commercial AC cannot be used (for example, at sea). The portable housing 23 is a box-shaped body made of metal or reinforced resin, and in the example shown in FIG. 3, casters 24C are provided on the bottom of the portable housing 23 and a handle 24 for pushing is provided on the back for ease of transportation or movement.

放電により二次電池モジュール21の出力電圧が下がった場合は、可搬型筐体23から二次電池モジュール21を取り外し、例えば図示しない商用交流電源や自家発電装置に接続された専用の充電器に装着して充電することが可能である。また、電源回路部22は、上記商用交流や移動体に設けられた集中電源部などの外部電源電圧も受電できるようになっており、上記駆動電源電圧に変換出力が可能である。さらに、当該外部電源電圧により二次電池モジュール21の充電を実行できるように構成することもできる。例えば電源回路部22が商用交流等から受電している状態で、停電により該受電が途絶えた場合は二次電池モジュール21からの受電に切り替えることで、無線通信ユニット1の動作が継続可能となるように構成することもできる。 When the output voltage of the secondary battery module 21 drops due to discharge, the secondary battery module 21 can be removed from the portable housing 23 and charged by attaching it to a dedicated charger connected to, for example, a commercial AC power source or a private power generation device (not shown). The power supply circuit unit 22 can also receive external power supply voltages such as the above-mentioned commercial AC or a centralized power supply unit provided in a mobile object, and can convert and output the above-mentioned driving power supply voltage. Furthermore, it can be configured so that the secondary battery module 21 can be charged by the external power supply voltage. For example, when the power supply circuit unit 22 is receiving power from commercial AC or the like and the power reception is interrupted due to a power outage, it can be configured so that the operation of the wireless communication unit 1 can be continued by switching to receiving power from the secondary battery module 21.

次に、図4は、UE(移動端末)5の電気的構成の一例を示すブロック図である。UE5はマイコン100を処理主体として備えたスマートフォンとして構成されている。マイコン100は、CPU101、プログラム実行領域となるRAM102、ROM103、入出力部104及びそれらを相互に接続するバス106等からなる。また、バス106にはフラッシュメモリ105が接続され、ここにUE5の動作環境を構築するためのOS(図示せず)と、端末アプリ105b等がインストールされている。 Next, FIG. 4 is a block diagram showing an example of the electrical configuration of UE (mobile terminal) 5. UE 5 is configured as a smartphone equipped with a microcomputer 100 as a processing main body. Microcomputer 100 is composed of a CPU 101, RAM 102 which serves as a program execution area, ROM 103, input/output unit 104, and bus 106 which interconnects them. In addition, flash memory 105 is connected to bus 106, in which an OS (not shown) for constructing the operating environment of UE 5, terminal application 105b, etc. are installed.

また、入出力部104にはグラフィックコントローラ1091を介してモニタ109が接続されている。モニタ109には入力部をなすタッチパネル110が重ね合わされ、モニタ109に表示形成される種々のソフト操作部(ボタンやアイコンなど:図13~図17参照)と協働して、UE5の動作制御に必要な種々の情報入力がなされるようになっている。タッチパネル110はタッチパネルコントローラ1101を介して入出力部104に接続されている。入出力部104には静止画ないし動画を撮影するためのカメラ111が接続されている。さらに、バス106には無線通信部112が接続されている。UE5は該無線通信部112にて、図2の無線通信ユニット1の無線基地局部4と端末用無線ベアラ57を介して無線接続される。 The monitor 109 is connected to the input/output unit 104 via a graphic controller 1091. A touch panel 110, which constitutes an input unit, is superimposed on the monitor 109, and various information required for controlling the operation of the UE5 is input in cooperation with various software operation units (such as buttons and icons: see Figures 13 to 17) displayed on the monitor 109. The touch panel 110 is connected to the input/output unit 104 via a touch panel controller 1101. A camera 111 for taking still images or videos is connected to the input/output unit 104. Furthermore, a wireless communication unit 112 is connected to the bus 106. The UE5 is wirelessly connected to the wireless base station unit 4 of the wireless communication unit 1 in Figure 2 via the terminal wireless bearer 57 via the wireless communication unit 112.

図5は、UE5と無線通信ユニット1との間のデータ伝送に使用するIPパケットの構造を示す模式図である。IPパケット1300はIPヘッダ1301とペイロード1302とからなり、IPヘッダ1301にはPDU識別番号、データの送信元アドレス1301a、送信先アドレス1301bなどが書き込まれる。 Figure 5 is a schematic diagram showing the structure of an IP packet used for data transmission between UE 5 and wireless communication unit 1. IP packet 1300 consists of IP header 1301 and payload 1302, and the PDU identification number, data source address 1301a, destination address 1301b, etc. are written in IP header 1301.

図6及び図7は、LTEシステムにおける無線プロトコルスタックを示し、図6はユーザプレーンのプロトコルスタックを、図7はコントロールプレーンのプロトコルスタックを示している。該無線プロトコルスタックは、OSI参照モデルのレイヤ1~レイヤ3に区分されており、レイヤ1はPHY(物理)層である。レイヤ2は、MAC(Medium Access Control:メディアアクセス制御)層、RLC(Radio Link Control:無線リンク制御)層、及びPDCP(Packet Data Convergence Protocol:パケットデータ暗号化)層を含む。レイヤ3は、RRC(Radio Resource Control:無線リソース制御)層及びNAS(Non-Access Stratum:非アクセス)層を含む。 Figures 6 and 7 show radio protocol stacks in an LTE system, with Figure 6 showing the user plane protocol stack and Figure 7 showing the control plane protocol stack. The radio protocol stack is divided into layers 1 to 3 of the OSI reference model, with Layer 1 being the PHY (physical) layer. Layer 2 includes the MAC (Medium Access Control) layer, the RLC (Radio Link Control) layer, and the PDCP (Packet Data Convergence Protocol) layer. Layer 3 includes the RRC (Radio Resource Control) layer and the NAS (Non-Access Stratum) layer.

各層の役割は以下の通りである。
・PHY層:符号化・復号、変調・復調、アンテナマッピング・デマッピング、及びリソースマッピング・デマッピングを行なう。UE5及び中継無線通信部9のPHY層と無線基地局部(eNodeB)4のPHY層との間では、物理チャネルを介してデータ及び制御信号が伝送される。
・MAC層:データの優先制御、HARQによる再送制御処理、及びランダムアクセス手順等を行なう。UE5及び中継無線通信部9のMAC層と無線基地局部4のMAC層との間では、トランスポートチャネルを介してデータ及び制御信号が伝送される。無線基地局部4のMAC層は、上下リンクのトランスポートフォーマット(トランスポートブロックサイズ、変調・符号化方式(MCS))及びUE5への割当リソースブロックを決定するスケジューラを含む。
The roles of each layer are as follows:
PHY layer: performs encoding/decoding, modulation/demodulation, antenna mapping/demapping, and resource mapping/demapping. Data and control signals are transmitted between the PHY layers of the UE 5 and the relay wireless communication unit 9 and the PHY layer of the wireless base station unit (eNodeB) 4 via a physical channel.
MAC layer: Performs data priority control, retransmission control processing by HARQ, random access procedure, etc. Data and control signals are transmitted via transport channels between the MAC layers of the UE 5 and relay wireless communication unit 9 and the MAC layer of the wireless base station unit 4. The MAC layer of the wireless base station unit 4 includes a scheduler that determines the uplink and downlink transport formats (transport block size, modulation and coding scheme (MCS)) and the resource blocks to be assigned to the UE 5.

・RLC層:MAC層及びPHY層の機能を利用してデータを受信側のRLC層に伝送する。UE5のRLC層と無線基地局部4のRLC層との間では、論理チャネルを介してデータ及び制御信号が伝送される。
・PDCP層:PDUのヘッダ圧縮・伸張、及び暗号化・復号化を行なう。
・RRC層:制御信号を取り扱う制御プレーンでのみ定義される。UE5のRRC層と無線基地局部4のRRC層との間では、各種設定のためのメッセージ(RRCメッセージ)が伝送される。RRC層は、無線ベアラの確立、再確立及び解放に応じて、論理チャネル、トランスポートチャネル及び物理チャネルを制御する。UE5のRRCと無線基地局部4のRRCとの間に接続(RRC接続)がある場合、UE5はRRCコネクティッドモードとなり、そうでない場合はRRCアイドルモードとなる。
RLC layer: Utilizing the functions of the MAC layer and the PHY layer, data is transmitted to the RLC layer on the receiving side. Data and control signals are transmitted between the RLC layer of the UE 5 and the RLC layer of the radio base station unit 4 via logical channels.
PDCP layer: Performs PDU header compression/decompression, and encryption/decryption.
RRC layer: Defined only in the control plane that handles control signals. Messages (RRC messages) for various settings are transmitted between the RRC layer of the UE 5 and the RRC layer of the radio base station unit 4. The RRC layer controls logical channels, transport channels, and physical channels in response to the establishment, re-establishment, and release of radio bearers. When there is a connection (RRC connection) between the RRC of the UE 5 and the RRC of the radio base station unit 4, the UE 5 is in RRC connected mode, and otherwise in RRC idle mode.

以上の層はコントロールプレーン及びユーザプレーンの双方にて使用される。一方、コントロールプレーンのみ、UE5、中継無線通信部9及びMME2には、RRC層よりさらに上位にセッション管理及びモビリティ管理等を行なうNAS層が設けられる。また、無線基地局部4のEPC機能部3側とのユーザデータ伝送インターフェースには、GTP-U(GPRS(General Packet Radio Service)Tunneling Protocol for User Plane)層が設けられている。GTP-U層は、接続先のUE5ないし中継無線通信部9の識別や、使用する無線ベアラの識別を行なうためのものである。 The above layers are used in both the control plane and the user plane. On the other hand, only in the control plane, the UE 5, the relay wireless communication unit 9 and the MME 2, a NAS layer that performs session management, mobility management, etc., is provided above the RRC layer. In addition, the user data transmission interface with the EPC function unit 3 of the wireless base station unit 4 is provided with a GTP-U (GPRS (General Packet Radio Service) Tunneling Protocol for User Plane) layer. The GTP-U layer is used to identify the connected UE 5 or the relay wireless communication unit 9, and to identify the wireless bearer to be used.

次に、図8は、LTEシステムにおける下りリンクのチャネルマッピングを示す。ここでは、論理チャネル(Downlink Logical Channel)、トランスポートチャネル(Downlink Transport Channel)及び物理チャネル(Downlink Physical Channel)相互間のマッピング関係を示している。以下、順に説明する。
・DTCH(Dedicated Traffic Channel:専用トラフィックチャネル)は、データの送信のための個別論理チャネルである。DTCHは、トランスポートチャネルであるDLSCH(Downlink Shared Channel:下りシェアドチャネル)にマッピングされる。
Next, Fig. 8 shows downlink channel mapping in the LTE system. Here, the mapping relationship between the logical channel (Downlink Logical Channel), the transport channel (Downlink Transport Channel), and the physical channel (Downlink Physical Channel) is shown. Each will be described in order below.
- DTCH (Dedicated Traffic Channel) is a dedicated logical channel for the transmission of data. DTCH is mapped to the transport channel DLSCH (Downlink Shared Channel).

・DCCH(Dedicated Control Channel:専用制御チャネル):UE5とネットワークとの間の個別制御情報を送信するための論理チャネルである。DCCHは、UE5及び中継無線通信部9が無線基地局部4とRRC接続を有する場合に用いられる。DCCHは、DLSCHにマッピングされる。
・CCCH(Common Control Channel:共通制御チャネル):UE5及び中継無線通信部9と無線基地局部4との間の送信制御情報のための論理チャネルである。CCCHは、UE5及び中継無線通信部9が無線基地局部4との間でRRC接続を有していない場合に用いられる。CCCHは、DLSCHにマッピングされる。
DCCH (Dedicated Control Channel): A logical channel for transmitting individual control information between the UE 5 and the network. The DCCH is used when the UE 5 and the relay wireless communication unit 9 have an RRC connection with the wireless base station unit 4. The DCCH is mapped to the DLSCH.
CCCH (Common Control Channel): A logical channel for transmission control information between the UE 5 and the relay wireless communication unit 9 and the wireless base station unit 4. The CCCH is used when the UE 5 and the relay wireless communication unit 9 do not have an RRC connection with the wireless base station unit 4. The CCCH is mapped to the DLSCH.

・BCCH(Broadcast Control Channel:放送制御チャネル):システム情報配信のための論理チャネルである。BCCHは、トランスポートチャネルであるBCH(Broadcast Channel、放送チャネル)又はDLSCHにマッピングされる。
・PCCH(Paging Control Channel:ページング制御チャネル):ページング情報、及びシステム情報変更を通知するための論理チャネルである。PCCHは、トランスポートチャネルであるPCH(Paging Channel:ページングチャネル)にマッピングされる。
BCCH (Broadcast Control Channel): A logical channel for distributing system information. The BCCH is mapped to the BCH (Broadcast Channel) or DLSCH, which are transport channels.
PCCH (Paging Control Channel): A logical channel for reporting paging information and changes in system information. The PCCH is mapped to the Paging Channel (PCH), which is a transport channel.

また、トランスポートチャネルと物理チャネルとの間のマッピング関係は以下の通りである。
・DLSCH及びPCH:PDSCH(Physical Downlink Shared Channel:物理下りシェアドチャネル)にマッピングされる。DLSCHは、HARQ、リンクアダプテーション、及び動的リソース割当をサポートする。
・BCH:PBCH(Physical Broadcast Channel:物理ブロードキャストチャネル)にマッピングされる。
Moreover, the mapping relationship between the transport channels and the physical channels is as follows:
DLSCH and PCH: Mapped to the Physical Downlink Shared Channel (PDSCH). DLSCH supports HARQ, link adaptation and dynamic resource allocation.
- BCH: Mapped to PBCH (Physical Broadcast Channel).

次に、図9は、LTEシステムにおける上りリンクのチャネルマッピングを示す。図8と同様に、論理チャネル(Downlink Logical Channel)、トランスポートチャネル(Downlink Transport Channel)及び物理チャネル(Downlink Physical Channel)相互間のマッピング関係を示している。以下、順に説明する。 Next, Figure 9 shows uplink channel mapping in an LTE system. As with Figure 8, it shows the mapping relationship between the logical channel (Downlink Logical Channel), the transport channel (Downlink Transport Channel), and the physical channel (Downlink Physical Channel). Each will be explained in order below.

・CCCH(Common Control Channel:共通制御チャネル):UE5及び中継無線通信部9とEPC機能部3との間の制御情報を送信するために使用される論理チャネルであり、EPC機能部3と無線リソース制御(RRC:Radio Resource Control)接続を有していないUE5によって使用される。
・DCCH(Dedicated Control Channel:専用制御チャネル):1対1(point-to-point)の双方向の論理チャネルであり、UE5及び中継無線通信部9とEPC機能部3と間で個別の制御情報を送信するために利用するチャネルである。専用制御チャネルDCCHは、RRC接続を有しているUE5によって使用される。
・DTCH(Dedicated Traffic Channel:専用トラフィックチャネル):1対1の双方向論理チャネルであり、特定のUE又は中継無線通信部専用のチャネルであって、ユーザ情報の転送のために利用される。
CCCH (Common Control Channel): A logical channel used to transmit control information between the UE 5 and the relay wireless communication unit 9 and the EPC function unit 3, and is used by a UE 5 that does not have a Radio Resource Control (RRC) connection with the EPC function unit 3.
DCCH (Dedicated Control Channel): A point-to-point bidirectional logical channel used to transmit individual control information between the UE 5 and the relay radio communication unit 9 and the EPC function unit 3. The dedicated control channel DCCH is used by the UE 5 having an RRC connection.
- DTCH (Dedicated Traffic Channel): A one-to-one bidirectional logical channel that is dedicated to a specific UE or relay radio communication unit and is used for the transfer of user information.

・ULSCH(Uplink Shared Channel:上りリンク共用チャネル):HARQ)、動的適応無線リンク制御、間欠送信(DTX:Discontinuous Transmission)がサポートされるトランスポートチャネルである。
・RACH(Random Access Channel:ランダムアクセスチャネル):制限された制御情報が送信されるトランスポートチャネルである。
ULSCH (Uplink Shared Channel): A transport channel that supports HARQ, dynamic adaptive radio link control, and discontinuous transmission (DTX).
RACH (Random Access Channel): A transport channel on which restricted control information is transmitted.

・PUCCH(Physical Uplink Control Channel:物理上りリンク制御チャネル):下りリンクデータに対する応答情報(ACK(Acknowledge)/NACK(Negative acknowledge))、下りリンクの無線品質情報(CQI:channel Quality Indiacator)、および、上りリンクデータの送信要求(スケジューリングリクエスト:Scheduling Request:SR)を無線基地局部4に通知するために使用される物理チャネルである。
・PUSCH(Physical Uplink Shared Channel:物理上りリンク共用チャネル):上りリンクデータを送信するために使用される物理チャネルである。
・PRACH(Physical Random Access Channel:物理ランダムアクセスチャネル):主にUE5から無線基地局部4への送信タイミング情報(送信タイミングコマンド)を取得するためのランダムアクセスプリアンブル送信に使用される物理チャネルである。ランダムアクセスプリアンブル送信はランダムアクセス手順の中で行なわれる。
PUCCH (Physical Uplink Control Channel): A physical channel used for notifying the radio base station unit 4 of response information (ACK (Acknowledge)/NACK (Negative acknowledge)) to downlink data, downlink radio quality information (CQI: channel Quality Indicator), and a transmission request for uplink data (Scheduling Request: SR).
PUSCH (Physical Uplink Shared Channel): A physical channel used to transmit uplink data.
PRACH (Physical Random Access Channel): A physical channel mainly used for transmitting a random access preamble for acquiring transmission timing information (transmission timing command) from the UE 5 to the radio base station unit 4. The random access preamble transmission is performed in the random access procedure.

図9に示すように、上りリンクでは、次のようにトランスポートチャネルと物理チャネルのマッピングが行われる。上りリンク共用チャネルULSCHは、物理上りリンク共用チャネルPUSCHにマッピングされる。ランダムアクセスチャネルRACHは、物理ランダムアクセスチャネルPRACHにマッピングされる。物理上りリンク制御チャネルPUCCHは、物理チャネル単独で使用される。また、共通制御チャネルCCCH、専用制御チャネルDCCH、専用トラフィックチャネルDTCHは、上りリンク共用チャネルULSCHにマッピングされる。 As shown in FIG. 9, in the uplink, transport channels and physical channels are mapped as follows: The uplink shared channel ULSCH is mapped to the physical uplink shared channel PUSCH. The random access channel RACH is mapped to the physical random access channel PRACH. The physical uplink control channel PUCCH is used as a physical channel alone. In addition, the common control channel CCCH, the dedicated control channel DCCH, and the dedicated traffic channel DTCH are mapped to the uplink shared channel ULSCH.

次に、LTEシステムの下りリンクにおいては、UE5及び中継無線通信部9は無線基地局部4に対してOFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing、直交周波数分割多重)アクセス(OFDMA)により無線接続する。OFDMA方式は、周波数分割多重と時間分割多重とを複合させた二次元の多重化アクセス方式として特徴づけられる。具体的には、直交する周波数軸と時間軸のサブキャリアを分割してUE5に割り振り、各サブキャリアの信号がゼロ(0点)になるように、周波数軸上で直交するサブキャリアを分割する。サブキャリアを分割して周波数軸上に割り当てることにより、あるサブキャリアがフェージングの影響を受けても影響のない別のサブキャリアを選択することができるので、ユーザは無線環境に応じてより良好なサブキャリアを使用でき、無線品質を維持できる利点が生ずる。 Next, in the downlink of the LTE system, the UE 5 and the relay wireless communication unit 9 wirelessly connect to the wireless base station unit 4 by using Orthogonal Frequency-Division Multiplexing (OFDM) access (OFDMA). The OFDMA method is characterized as a two-dimensional multiplexing access method that combines frequency division multiplexing and time division multiplexing. Specifically, subcarriers on the orthogonal frequency axis and time axis are divided and allocated to the UE 5, and the orthogonal subcarriers on the frequency axis are divided so that the signal of each subcarrier becomes zero (0 point). By dividing the subcarriers and allocating them on the frequency axis, it is possible to select another subcarrier that is not affected even if a certain subcarrier is affected by fading, so that the user can use a better subcarrier according to the wireless environment, and the wireless quality can be maintained.

そして、OFDMA方式においては、周波数軸と時間軸とが張る仮想平面上で定義されるリソースブロック(Resource Block:以下、RBともいう)が無線リソースとして採用される。RBは図10に示すように、上記平面を180kHz/0.5msecでマトリックスに区切ったブロックとして定義され、各ブロックは周波数軸上では15kHz間隔で隣接する12個のサブキャリアを、時間軸上ではフレームの1スロット分(7シンボル)を含む。このRBは時間軸上で隣接する2つ(1msec)を1組としてUE5及び中継無線通信部9に割り当てられる。他方、LTEシステムの上りリンクにおいても、SC-FDM(Single Career Frequency-Division Multiplexing)アクセス(SC-FDMA)が採用される点を除き、同様の概念のリソースブロックが無線リソースとして用いられる。OFDMAでは1つのリソースブロックが周波数軸上で12のサブキャリア(帯域幅:15kHz)に分割されるのに対し、SC-FDMAはサブキャリアへの分割がなされないシングルキャリア方式である。 In the OFDMA system, resource blocks (hereinafter also referred to as RBs) defined on a virtual plane spanned by a frequency axis and a time axis are adopted as radio resources. As shown in FIG. 10, RBs are defined as blocks obtained by dividing the above plane into a matrix of 180 kHz/0.5 msec, and each block includes 12 adjacent subcarriers spaced 15 kHz apart on the frequency axis and one slot (7 symbols) of a frame on the time axis. Two adjacent RBs (1 msec) on the time axis are assigned to the UE 5 and the relay radio communication unit 9 as a set. On the other hand, in the uplink of the LTE system, resource blocks of a similar concept are used as radio resources, except that SC-FDM (Single Carrier Frequency-Division Multiplexing) access (SC-FDMA) is adopted. In OFDMA, one resource block is divided into 12 subcarriers (bandwidth: 15 kHz) on the frequency axis, whereas SC-FDMA is a single-carrier method in which no division into subcarriers occurs.

例えば下りリンクへのリソースブロックの割当については、通常のLTEプロトコルにおいて次のような手順にて決定されている。UE5及び中継無線通信部9は、定められた周波数単位ごとに、eNodeB4より送信されるCQI参照信号を受信し、下りチャネルの受信品質を示す指示子であるCQIを測定してCQI情報を作成する。CQI情報は、図32に示すごとく、測定により得られる受信品質を変調方式毎に符号化率と周波数利用効率の2つのパラメータにて表したもので、上りリンクの制御チャネル(前述のPUCCH)を用いてUE5からeNodeB4にCQIインデクスを用いて報告される。eNodeB4は、複数のUE5又は中継無線通信部9から通知されたCQI情報を基に、個々のUE5又は中継無線通信部9との無線ベアラに割り当てる。各UE5及び中継無線通信部9のCQI情報の内容に応じて受信信号レベルの高い周波数ブロックを各々のUE5及び中継無線通信部9に対して最適に割当てを行うことにより、UE5及び中継無線通信部9のダイバーシチ効果(マルチユーザダイバーシチ)を得ることができ、ユーザスループットおよびセル当りのスループットを向上できる。 For example, the allocation of resource blocks to the downlink is determined in the normal LTE protocol in the following procedure. The UE 5 and the relay wireless communication unit 9 receive the CQI reference signal transmitted from the eNodeB 4 for each specified frequency unit, measure the CQI, which is an indicator of the reception quality of the downlink channel, and create CQI information. As shown in FIG. 32, the CQI information represents the reception quality obtained by measurement for each modulation method using two parameters, the coding rate and the frequency utilization efficiency, and is reported from the UE 5 to the eNodeB 4 using the uplink control channel (the above-mentioned PUCCH) using the CQI index. The eNodeB 4 allocates the CQI information to each UE 5 or the relay wireless communication unit 9 based on the CQI information notified from the multiple UEs 5 or the relay wireless communication unit 9. By optimally allocating frequency blocks with high received signal levels to each UE 5 and relay wireless communication unit 9 according to the contents of the CQI information of each UE 5 and relay wireless communication unit 9, it is possible to obtain a diversity effect (multi-user diversity) for the UE 5 and relay wireless communication unit 9, thereby improving user throughput and throughput per cell.

本実施形態においては、図2に示すように、個々の無線通信ユニット1の中継無線通信部9がアタッチ可能な、つまり(上流)ユニット間無線ベアラ55を構築可能な(隣接)eNodeB4の数が1つのみに定められている。また、eNodeB4に接続可能な中継無線通信部9の数も1つのみに定められている。 In this embodiment, as shown in FIG. 2, the number of (adjacent) eNodeBs 4 to which the relay wireless communication unit 9 of each wireless communication unit 1 can be attached, that is, to which an (upstream) inter-unit wireless bearer 55 can be constructed, is set to only one. In addition, the number of relay wireless communication units 9 that can be connected to an eNodeB 4 is also set to only one.

図11は、上記の構成の無線通信ユニット1を採用した場合の、本発明の無線ネットワークシステムの構成例を示すものである。該無線ネットワークシステムにおいて無線通信ユニット群1(A)~1(D)は、互いに隣接する無線通信ユニット対(1(A)と1(B)、1(B)と1(C)、1(C)と1(D))の基地局セル(50(A)と50(B)、50(B)と50(C)、50(C)と50(D))が一部重なる位置関係で、ユニット間無線ベアラ55(A),55(B),55(C)によりカスケード接続されている。該構成により、無線通信ユニット1同士の接続トポロジーが極めて簡略化されていることが容易に把握できる。この場合、例えば無線通信ユニット対1(A),1(B)の一方に接続されたUE5(A)(移動端末)と他方に接続されたUE5(B)(移動端末)とが、無線通信ユニット対1(A),1(B)及び該無線通信ユニット対1(A),1(B)を接続するユニット間無線ベアラ55(A)を介してIPパケットの送受信を行なうことができる。無線通信ユニット群1(A)~1(D)は、例えば全てが前述の船舶や車両などの移動体上に搭載されていてもよいし、一部のもののみを移動体上に搭載し、残余のものを建物内などに固定設置するようにしてもよい。 Figure 11 shows an example of the configuration of the wireless network system of the present invention when the wireless communication unit 1 of the above configuration is adopted. In the wireless network system, the wireless communication unit groups 1(A) to 1(D) are cascaded by inter-unit wireless bearers 55(A), 55(B), and 55(C) in a positional relationship in which the base station cells (50(A) and 50(B), 50(B) and 50(C), 50(C) and 50(D)) of adjacent wireless communication unit pairs (1(A) and 1(B), 1(B) and 1(C), 1(C) and 1(D)) partially overlap. It can be easily understood that the connection topology between the wireless communication units 1 is extremely simplified by this configuration. In this case, for example, UE5(A) (mobile terminal) connected to one of the pair of wireless communication units 1(A) and 1(B) and UE5(B) (mobile terminal) connected to the other can transmit and receive IP packets via the pair of wireless communication units 1(A) and 1(B) and the inter-unit wireless bearer 55(A) connecting the pair of wireless communication units 1(A) and 1(B). The group of wireless communication units 1(A) to 1(D) may all be mounted on a moving body such as the aforementioned ship or vehicle, or only some of them may be mounted on a moving body and the rest may be fixedly installed in a building or the like.

また、図11においては、ユニット間無線ベアラ55(A),55(B),55(C)によりカスケード接続された無線通信ユニットが3以上(図11では、4つ)となっている。この場合、無線通信ユニット群1(A)~1(D)の1つの無線通信ユニットをなす第一の無線通信ユニット1(A)に接続されたUE(移動端末)5(A)と、無線通信ユニット群1(A)~1(D)において第一の無線通信ユニット1(A)に対し1以上の中間の無線通信ユニット1(B),1(C)を隔てて配置される第二の無線通信ユニット1(C),1(D)に接続されたUE(移動端末)5(C),5(D)とが、第一の無線通信ユニット1(A)、中間の無線通信ユニット1(B),1(C)及び第二の無線通信ユニット1(C),1(D)と、それら無線通信ユニット1(A)~1(D)を接続するユニット間無線ベアラ55(A),55(B),55(C)とを介してIPパケットを送受信できるようになっている。このように、カスケード接続される無線通信ユニットの数を容易に増やすことができ、より広大なエリアにてUE5同士の無線通信によるIPパケットの送受信が可能となる。 In addition, in Figure 11, there are three or more wireless communication units (four in Figure 11) cascaded by inter-unit wireless bearers 55 (A), 55 (B), and 55 (C). In this case, a UE (mobile terminal) 5(A) connected to a first wireless communication unit 1(A) constituting one of the wireless communication unit groups 1(A) to 1(D), and UEs (mobile terminals) 5(C), 5(D) connected to second wireless communication units 1(C), 1(D) arranged with one or more intermediate wireless communication units 1(B), 1(C) spaced apart from the first wireless communication unit 1(A) in the wireless communication unit group 1(A) to 1(D) can transmit and receive IP packets via the first wireless communication unit 1(A), the intermediate wireless communication units 1(B), 1(C), and the second wireless communication units 1(C), 1(D), and the inter-unit wireless bearers 55(A), 55(B), 55(C) connecting the wireless communication units 1(A) to 1(D). In this way, the number of cascade-connected wireless communication units can be easily increased, and IP packets can be transmitted and received by wireless communication between UEs 5 in a wider area.

3GPP仕様の無線通信方式においては、該3GPPに規定された複数の周波数バンドのいずれが割り当てられる。この割り当てられる周波数バンドは、通信方式によって相違し、例えばLTEバンドとしてはバンド1、3、6、8、11、18、19、21、26、28、41及び42が使用されている。いずれのバンドも、予め定められた帯域幅の複数の周波数チャネルに分割され、EPC機能部3は、図2のユニット間無線ベアラ55及び端末用無線ベアラ57を、予め定められた周波数チャネルを選択して構築することとなる。すなわち、下流ユニット間チャネル、上流ユニット間チャネル及び端末側チャネルは、各々3GPPに規定される複数のバンドのいずれかに属する周波数チャネルとして設定される。 In a wireless communication method according to the 3GPP specifications, one of the multiple frequency bands defined in the 3GPP is assigned. The assigned frequency band differs depending on the communication method. For example, bands 1, 3, 6, 8, 11, 18, 19, 21, 26, 28, 41, and 42 are used as LTE bands. Each band is divided into multiple frequency channels of a predetermined bandwidth, and the EPC function unit 3 selects a predetermined frequency channel to construct the inter-unit radio bearer 55 and the terminal radio bearer 57 in FIG. 2. In other words, the downstream inter-unit channel, the upstream inter-unit channel, and the terminal side channel are each set as a frequency channel belonging to one of the multiple bands defined in 3GPP.

本実施形態において、EPC機能部3は、(下流)ユニット間無線ベアラ55の設定周波数チャネルを、予め定められた特定の1つの周波数チャネルである(下流)ユニット間チャネルに固定設定する。また、端末用無線ベアラ57の設定周波数チャネルである端末側チャネルについては、(下流)ユニット間チャネルと同一の周波数チャネルに設定される。つまり、EPC機能部3は、直下の無線基地局部4に対し、下流側の無線通信ユニット1の中継無線通信部9と移動端末5に対し同一の周波数チャネルを設定する。 In this embodiment, the EPC function unit 3 fixes the setting frequency channel of the (downstream) inter-unit radio bearer 55 to a (downstream) inter-unit channel, which is a specific predetermined frequency channel. In addition, the terminal side channel, which is the setting frequency channel of the terminal radio bearer 57, is set to the same frequency channel as the (downstream) inter-unit channel. In other words, the EPC function unit 3 sets the same frequency channel for the relay wireless communication unit 9 of the downstream wireless communication unit 1 and the mobile terminal 5 with respect to the wireless base station unit 4 directly below.

端末用無線ベアラ57は、無線基地局部4に接続するUE5の台数や、伝送されるデータの容量に起因した通信トラフィックの混雑状況に応じて、同一バンド内で使用する周波数チャネルの数は適宜変更する必要がある。また、隣接する無線通信ユニットの重なりを有するセル間でUEが移動する場合、移動前のセルと移動後のセルとで各無線基地局部に接続する際の端末用無線ベアラ57の使用周波数チャネルが同一であるとセル間干渉の問題を生ずる。よって、UE(移動端末)5は、下流側のセルに移動したときは、移動先のセルの無線通信ユニット1の無線基地局部4に対し、その無線基地局部4から見た(下流)ユニット間無線ベアラ55の設定周波数チャネル((下流)ユニット間チャネル)に切り替える形で後述のハンドオーバ処理がなされる。他方、UE(移動端末)5が上流側のセルに移動したときは、移動先のセルの無線通信ユニット1の無線基地局部4に対し、その無線基地局部4から見た(上流)ユニット間無線ベアラ55の設定周波数チャネル((上流)ユニット間チャネル)に切り替える形で後述のハンドオーバ処理がなされる。つまり、UE(移動端末)5がセル間を移動するに伴い、端末側チャネルを逐次切り替える形で端末用無線ベアラ57が構築される。しかし、ユニット間無線ベアラ55については、多数のUE5が接続される各通信ユニット1からのIPパケットの伝送が集約されて通信トラフィック量が非常に大きくなるため、IPパケット伝送処理を可能な限りスムーズに行うことが求められる。このとき、個々のセル内のUE5の接続状況に応じて、ユニット間無線ベアラ55の周波数チャネル設定が頻繁に変更されてしまう状況が生じると、複数の無線通信ユニット1を横断するIPパケット伝送を行なおうとする際に、ユニット間無線ベアラ5での通信途絶等の問題が生じやすくなる。 The number of frequency channels used in the same band for the terminal radio bearer 57 needs to be appropriately changed depending on the number of UEs 5 connected to the radio base station unit 4 and the congestion of communication traffic due to the volume of data to be transmitted. In addition, when a UE moves between cells having adjacent overlapping radio communication units, if the frequency channel used by the terminal radio bearer 57 when connecting to each radio base station unit in the cell before the movement and the cell after the movement is the same, a problem of inter-cell interference occurs. Therefore, when the UE (mobile terminal) 5 moves to a downstream cell, the handover process described below is performed by switching to the set frequency channel ((downstream) inter-unit channel) of the (downstream) inter-unit radio bearer 55 as seen from the radio base station unit 4 of the radio communication unit 1 of the moving destination cell. On the other hand, when the UE (mobile terminal) 5 moves to an upstream cell, the handover process described below is performed by switching to the set frequency channel ((upstream) inter-unit channel) of the (upstream) inter-unit radio bearer 55 as seen from the radio base station unit 4 of the wireless communication unit 1 of the destination cell. In other words, as the UE (mobile terminal) 5 moves between cells, the terminal radio bearer 57 is constructed by successively switching the terminal side channel. However, for the inter-unit radio bearer 55, the transmission of IP packets from each communication unit 1 to which many UEs 5 are connected is aggregated, resulting in a very large amount of communication traffic, so it is required to perform IP packet transmission processing as smoothly as possible. At this time, if a situation occurs in which the frequency channel setting of the inter-unit radio bearer 55 is frequently changed depending on the connection status of the UEs 5 in each cell, problems such as communication interruption in the inter-unit radio bearer 5 are likely to occur when attempting to transmit IP packets across multiple wireless communication units 1.

図11のような、複数の無線通信ユニット1(A)~1(D)をカスケード接続する無線ネットワークシステムの構成においては、ユニット間無線ベアラ55による隣接ユニットの無線基地局部4との接続トポロジーが大きく変化しなければ、個々の無線通信ユニット1の中継無線通信部9の接続先となる無線基地局部4は固定されており、中継無線通信部9に対して周波数チャネル切替えを伴うハンドオーバ処理は不要となる。そこで、ユニット間無線ベアラ55について、予め定められた特定の1つの周波数チャネルであるユニット間チャネルに固定設定することで、ユニット間無線ベアラ55のチャネル切替えに伴う通信途絶等を効果的に防止でき、複数の無線通信ユニット1を横断する際のIPパケット伝送の安定性を大幅に向上することができる。 In a wireless network system configuration in which multiple wireless communication units 1(A)-1(D) are cascaded as shown in FIG. 11, if the connection topology with the wireless base station unit 4 of an adjacent unit by the inter-unit wireless bearer 55 does not change significantly, the wireless base station unit 4 to which the relay wireless communication unit 9 of each wireless communication unit 1 is connected is fixed, and handover processing involving frequency channel switching for the relay wireless communication unit 9 is not required. Therefore, by fixing the inter-unit wireless bearer 55 to a specific inter-unit channel that is a predetermined frequency channel, communication interruptions and the like that accompany channel switching of the inter-unit wireless bearer 55 can be effectively prevented, and the stability of IP packet transmission when traversing multiple wireless communication units 1 can be significantly improved.

次に、図11において、無線通信ユニット1(A)のセル50(A)、無線通信ユニット1(B)のセル50(B)及び無線通信ユニット1(C)のセル50(C)とは互いに重なりを生じている。この場合、例えば無線通信ユニット1(B)から見て上流及び下流の無線通信ユニット1(A),1(C)を接続するユニット間無線ベアラ55(A),(B)のユニット間チャネルは、これを互いに異なる周波数チャネルに設定することで、ユニット間無線ベアラ55(A),(B)の構築に際して、これに関与する、互いに一部重なる複数のセル50(A)~50(C)の間で電波干渉を効果的に防止することができる。 Next, in FIG. 11, cell 50(A) of wireless communication unit 1(A), cell 50(B) of wireless communication unit 1(B), and cell 50(C) of wireless communication unit 1(C) overlap each other. In this case, for example, by setting the inter-unit channels of inter-unit wireless bearers 55(A) and (B) connecting the upstream and downstream wireless communication units 1(A) and 1(C) as viewed from wireless communication unit 1(B) to different frequency channels, radio interference can be effectively prevented between the multiple overlapping cells 50(A) to 50(C) involved in the construction of inter-unit wireless bearers 55(A) and (B).

より具体的には、無線通信ユニット1(A)~1(D)の各EPC機能部3は、(上流)ユニット間無線ベアラが構築される際に、下流ユニット間チャネルを、上流ユニット間無線ベアラに対して設定される上流ユニット間チャネルと異なる周波数チャネルに設定する一方、端末用チャネル群については、下流ユニット間チャネル及び上流ユニット間チャネルとのいずれとも異なる周波数チャネル群として設定している。例えば、無線通信ユニット1(B)に着目してみた場合、無線通信ユニット1(B)のEPC機能部3は、上流ユニット間無線ベアラ55(B)に対して設定される上流ユニット間チャネルを例えばCH2に設定する。一方、無線通信ユニット1(A)のEPC機能部3は、該無線通信ユニット1(A)から見た上流ユニット間無線ベアラ55(A)(無線通信ユニット1(B)から見れば下流ユニット間無線ベアラである)に対して設定される上流ユニット間チャネル(無線通信ユニット1(B)から見れば下流ユニット間チャネルである)を、上記CH2と相違するCH1に設定するのである。このとき、下流ユニット間チャネルCH1と上流ユニット間チャネルCH2とを同一バンド内の互いに異なる周波数チャネルとして設定することで、ユニット間無線ベアラを構築するための無線基地局部4及び中継無線通信部9のハードウェアを、単一バンド仕様にて簡便に構成できる利点が生ずる。 More specifically, when an (upstream) inter-unit radio bearer is constructed, each EPC function unit 3 of the wireless communication units 1(A) to 1(D) sets the downstream inter-unit channel to a frequency channel different from the upstream inter-unit channel set for the upstream inter-unit radio bearer, while the terminal channel group is set as a frequency channel group different from both the downstream inter-unit channel and the upstream inter-unit channel. For example, when focusing on the wireless communication unit 1(B), the EPC function unit 3 of the wireless communication unit 1(B) sets the upstream inter-unit channel set for the upstream inter-unit radio bearer 55(B) to, for example, CH2. On the other hand, the EPC function unit 3 of the wireless communication unit 1(A) sets the upstream inter-unit channel (the downstream inter-unit channel as seen from the wireless communication unit 1(B)) set for the upstream inter-unit radio bearer 55(A) as seen from the wireless communication unit 1(A) (the downstream inter-unit radio bearer as seen from the wireless communication unit 1(B)) to CH1, which is different from the above CH2. In this case, by setting the downstream inter-unit channel CH1 and the upstream inter-unit channel CH2 as different frequency channels within the same band, the hardware of the wireless base station unit 4 and the relay wireless communication unit 9 for constructing the unit-to-unit wireless bearer can be easily configured with a single-band specification.

また、端末側チャネルについては、上記同一バンドに属する周波数チャネルのうち、下流ユニット間チャネルと同一のチャネルに設定される。例えば、図11の無線ネットワークシステム全体に1つのバンドのみが割り当てられている場合、端末側チャネルは、同一バンドに属する周波数チャネルのうち、下流ユニット間チャネルと同一のチャネルを設定することで、端末用無線ベアラ構築も含めて無線基地局部4及び中継無線通信部9のハードウェアの単一バンド仕様化を図ることができ、装置構成の簡略化に寄与する。なお、端末側チャネルは、下流ユニット間チャネル及び上流ユニット間チャネルとして設定されるもの以外の残余の周波数チャネルから切り替え可能に選択してもよい。 The terminal-side channel is set to the same channel as the downstream inter-unit channel among the frequency channels belonging to the same band. For example, if only one band is assigned to the entire wireless network system of FIG. 11, the terminal-side channel is set to the same channel as the downstream inter-unit channel among the frequency channels belonging to the same band, thereby enabling the hardware of the wireless base station unit 4 and the relay wireless communication unit 9 to be specified for a single band, including the construction of the wireless bearer for the terminal, which contributes to simplifying the device configuration. The terminal-side channel may be switchably selected from the remaining frequency channels other than those set as the downstream inter-unit channel and the upstream inter-unit channel.

この場合、図11のように順次カスケード接続される複数の無線通信ユニット1の列において、セル間の重なりが生じないように定められた限界距離L内に接続経路長が収まっている複数の無線通信ユニット1(A)~1(D)について、これらを接続するユニット間無線ベアラ55(A)~55(C)のユニット間チャネルを、全て異なる周波数チャネルに設定することが望ましいといえる。他方、限界距離L内に接続経路長が収まっている無線通信ユニット1(A)~1(D)に対し、さらにその上流又は下流に別の無線通信ユニットが接続される場合は、該別の無線通信ユニットを接続するユニット間無線ベアラのユニット間チャネルを、上記限界距離L内の無線通信ユニットに割り振られたユニット間チャネルのいずれかと同じ周波数チャネルに設定することも可能である。例えば、図11において、無線通信ユニット1(A)のさらに上流側に新たな無線通信ユニットを接続する場合、該新たな無線通信ユニットからみて最も遠い無線通信ユニット1(A)の上流側ユニット間チャネルと同じ周波数チャネルCH1を、該新たな無線通信ユニットの下流側ユニット間チャネルとして設定することができる。 In this case, it is desirable to set the inter-unit channels of the inter-unit radio bearers 55(A)-55(C) connecting the multiple wireless communication units 1(A)-1(D) whose connection path length is within the limit distance L determined so that there is no overlap between cells in a row of multiple wireless communication units 1 connected in cascade as shown in FIG. 11 to different frequency channels. On the other hand, when another wireless communication unit is connected upstream or downstream of the wireless communication units 1(A)-1(D) whose connection path length is within the limit distance L, it is also possible to set the inter-unit channel of the inter-unit radio bearer connecting the other wireless communication unit to the same frequency channel as any of the inter-unit channels assigned to the wireless communication units within the limit distance L. For example, in FIG. 11, when a new wireless communication unit is connected further upstream of the wireless communication unit 1(A), the same frequency channel CH1 as the upstream inter-unit channel of the wireless communication unit 1(A) farthest from the new wireless communication unit can be set as the downstream inter-unit channel of the new wireless communication unit.

また、本実施形態では、上記の同一バンドとして、3GPPに規定されたバンド28が採用されている。バンド28は、地上波アナログテレビ放送の停波にともない空きを生じたVHF帯(700MHz帯)に設定されている。バンド28は低周波数帯のため通信速度が幾分遅い関係上、都市部など端末加入者の多いエリア等での採用が積極的に進められておらず、電波リソースの利用状況がそれほどひっ迫していないためスムーズな接続が期待できる。また、低周波数帯であるということは、電波の遠方到達性に優れ、1つの無線通信ユニットがカバーできるエリア(セル)の拡大を図ることができる。また、地下や障害物があっても繋がりやすい特性を有し、例えば海上や鉱山などで本発明の無線ネットワークシステムを構築する上でも好適であるといえる。 In this embodiment, band 28 defined by 3GPP is used as the same band. Band 28 is set in the VHF band (700 MHz band) that became available following the termination of terrestrial analog television broadcasting. Band 28 is a low frequency band, so the communication speed is somewhat slow, and therefore it has not been actively adopted in areas with many terminal subscribers, such as urban areas, and the utilization of radio resources is not so tight, so smooth connection can be expected. In addition, the fact that it is a low frequency band means that radio waves have excellent long-distance reach, and it is possible to expand the area (cell) that one wireless communication unit can cover. In addition, it has the characteristic of being easy to connect even underground or through obstacles, and it can be said that it is suitable for constructing the wireless network system of the present invention, for example, at sea or in a mine.

次に、本発明の無線ネットワークシステムにおいて、図11のごとく隣接するユニット間無線ベアラ55(A)~55(C)のユニット間チャネル設定を互いに異ならせるための具体的な手法としては、例えばユニット間無線ベアラ55(A)~55(C)を経由して、各無線通信ユニット1(A)~1(D)がユニット間チャネル情報を共有化することにより行なうことができる。 Next, in the wireless network system of the present invention, a specific method for making the inter-unit channel settings of adjacent inter-unit radio bearers 55(A) to 55(C) different from each other as shown in FIG. 11 can be achieved by, for example, having each wireless communication unit 1(A) to 1(D) share inter-unit channel information via the inter-unit radio bearers 55(A) to 55(C).

また、無線ネットワークシステムに参加する無線通信ユニットの上限数が定められている場合には、図11において個々の無線通信ユニット1(A)~1(D)に付与されるノードアドレスの組み合わせに応じて、割り振るべきユニット間チャネルの種別をチャネルマップの形で一律に定め、このチャネルマップを個々の無線通信ユニットのEPC機能部3に組み込んでおくことが、処理のさらなる簡略化を図るうえで有効である。各EPC機能部3は他の無線通信ユニットのEPC機能部3とチャネル設定情報を共有しなくとも、組み込まれたチャネルマップを参照することで、隣接するユニット間無線ベアラのユニット間チャネルが異なるものとなるように設定とすることが可能となる。この場合、EPC機能部1は、下流ユニット間チャネルとして選択可能な周波数チャネル群と、接続先となる下流中継無線通信部のノードアドレスとの対応関係を示すチャネルマップを記憶するチャネルマップ記憶部を有し、下流中継無線通信部からのアタッチ要求を受けるに伴い、該下流中継無線通信部のノードアドレスを取得するとともに、取得したノードアドレスに対応する周波数チャネルをチャネルマップ上にて特定し、特定された該周波数チャネルを下流ユニット間チャネルとして設定するように動作する。 In addition, when the upper limit number of wireless communication units participating in the wireless network system is set, it is effective to uniformly determine the type of inter-unit channel to be allocated in the form of a channel map according to the combination of node addresses assigned to each wireless communication unit 1 (A) to 1 (D) in FIG. 11 and incorporate this channel map into the EPC function unit 3 of each wireless communication unit in order to further simplify the processing. Each EPC function unit 3 can set the inter-unit channels of adjacent inter-unit wireless bearers to be different by referring to the incorporated channel map without sharing channel setting information with the EPC function unit 3 of other wireless communication units. In this case, the EPC function unit 1 has a channel map storage unit that stores a channel map indicating the correspondence between a group of frequency channels that can be selected as downstream inter-unit channels and the node address of the downstream relay wireless communication unit to which it is connected, and operates to acquire the node address of the downstream relay wireless communication unit upon receiving an attach request from the downstream relay wireless communication unit, identify the frequency channel corresponding to the acquired node address on the channel map, and set the identified frequency channel as the downstream inter-unit channel.

図12は、チャネルマップ305gの一例を示す。該チャネルマップ305gにおいては、システム構築に参加する無線通信ユニット1の数が4つであり、それぞれノードアドレスMID01~MID04が付与されている。そして、それらノードアドレスの組み合わせに応じ、対応する無線通信ユニットの間に設定するユニット間チャネルのチャネル番号が重複を生じないように定められている。このチャネルマップ305gは、無線通信ユニット1の数の増減及び配列変更に伴い、随時更新される。 Figure 12 shows an example of a channel map 305g. In this channel map 305g, there are four wireless communication units 1 participating in the system construction, each of which is assigned a node address MID01 to MID04. Depending on the combination of these node addresses, the channel numbers of the inter-unit channels set up between the corresponding wireless communication units are determined so that they do not overlap. This channel map 305g is updated as the number of wireless communication units 1 increases or decreases and the arrangement is changed.

図13は、EPC機能部3による上記チャネルマップ305gを用いたチャネル設定処理の流れを示すフローチャートである。B101では、下流側の無線通信ユニットのノードアドレスから、チャネルマップ305gを参照して下流側ユニット間チャネルのチャネル番号Ch#Mを取得する。B102では、上流側のユニット間チャネルのチャネル番号Ch#B(このチャネル番号Ch#Bは複数であってもよい)を上流側の無線通信ユニットから取得する。B103では、Ch#M/Ch#B以外の残余のチャネル番号からUE用のチャネル番号Ch#U1、Ch#U2・・・を選択する。そして、B104では、使用可能なチャネル番号(Ch#U1、Ch#U2・・・)を無線基地局部及びUEに通知する。この通知は、無線基地局部及びUEのアタッチシーケンスにて実行される。 Figure 13 is a flowchart showing the flow of channel setting processing by the EPC function unit 3 using the channel map 305g. In B101, the channel number Ch#M of the downstream inter-unit channel is obtained from the node address of the downstream wireless communication unit by referring to the channel map 305g. In B102, the channel number Ch#B of the upstream inter-unit channel is obtained from the upstream wireless communication unit. In B103, the channel numbers Ch#U1, Ch#U2, etc. for the UE are selected from the remaining channel numbers other than Ch#M/Ch#B. Then, in B104, the wireless base station unit and the UE are notified of the available channel numbers (Ch#U1, Ch#U2, etc.). This notification is performed in the attach sequence of the wireless base station unit and the UE.

以下、中継無線通信部9とUE5のアタッチシーケンスの流れについて、図14及び図15を用いて説明する。図14は中継無線通信部9のアタッチシーケンスを示す。TS1では中継無線通信部9から無線基地局部(eNodeB)4を経由してMME2に対し、アタッチ要求が出される。中継無線通信部9は、eNodeB4から定期的に出力される報知信号を受信することにより、eNodeB4のセル内(つまり、圏内)に入ったことを認識でき、アタッチ要求をeNodeB4に向けて出力する。このとき、要求元に無線通信ユニットのIPアドレスを送信する。MME2はこれを受け、TS2にてS-GW6に対しベアラ設定要求を送信する。S-GW6はTS3にて、P-GW7との間でS5インターフェース上に物理回線のベアラ設定処理を実行する。ベアラが設定されればS-GW6はTS4にてMME2に、ベアラ設定応答を送信する。 The flow of the attach sequence of the relay wireless communication unit 9 and the UE 5 will be described below with reference to FIG. 14 and FIG. 15. FIG. 14 shows the attach sequence of the relay wireless communication unit 9. In TS1, the relay wireless communication unit 9 issues an attach request to the MME 2 via the wireless base station unit (eNodeB) 4. By receiving a notification signal periodically output from the eNodeB 4, the relay wireless communication unit 9 can recognize that it has entered the cell (i.e., within the range) of the eNodeB 4, and outputs an attach request to the eNodeB 4. At this time, it transmits the IP address of the wireless communication unit to the request source. In response to this, the MME 2 transmits a bearer setting request to the S-GW 6 in TS2. The S-GW 6 executes bearer setting processing of a physical line on the S5 interface with the P-GW 7 in TS3. When the bearer is set, the S-GW 6 transmits a bearer setting response to the MME 2 in TS4.

MME2は、TS5にて要求元ユニットのIPアドレスに対応する無線通信チャネルをチャネルマップ305g(図12)上で検索する。そして、TS6で、無線ベアラ設定要求(アタッチ受入れ)を無線基地局部4に設定チャネル番号とともに通知する。これを受けた無線基地局部4はTS7にて設定するべき無線ベアラ(ユニット間無線ベアラ)の設定チャネル番号を含むMIB(Master Information Block)を中継無線通信部9に送信する。TS8にて中継無線通信部9はユニット間チャネルを、受信したMIBに含まれる設定チャネル番号に固定設定し、設定完了を返信する。これを受け、TS9にて無線基地局部4はセッション開始要求(タッチ受入れ)を中継無線通信部9に通知する。TS10にて中継無線通信部9はユニット間無線ベアラを設定し、セッション開始応答を無線基地局部4に返す。TS11にて、無線基地局部4は、セッション開始応答をMME2に通知する。 At TS5, the MME2 searches for a wireless communication channel corresponding to the IP address of the requesting unit on the channel map 305g (FIG. 12). Then, at TS6, the wireless base station unit 4 is notified of a wireless bearer setting request (attach acceptance) together with the setting channel number. Upon receiving this, the wireless base station unit 4 transmits to the relay wireless communication unit 9 a MIB (Master Information Block) including the setting channel number of the wireless bearer (inter-unit wireless bearer) to be set at TS7. At TS8, the relay wireless communication unit 9 sets the inter-unit channel to the setting channel number included in the received MIB, and replies with a setting completion. In response to this, at TS9, the wireless base station unit 4 notifies the relay wireless communication unit 9 of a session start request (touch acceptance). At TS10, the relay wireless communication unit 9 sets the inter-unit wireless bearer, and returns a session start response to the wireless base station unit 4. At TS11, the wireless base station unit 4 notifies the MME2 of the session start response.

一方、図15はUE5(移動端末)のアタッチシーケンスを示す。TS11ではUE5から無線基地局部(eNodeB)4を経由してMME2に対し、アタッチ要求が出される。このとき、要求元に無線通信ユニットのIPアドレスを送信する。MME2はこれを受け、TS12にてS-GW6に対しベアラ設定要求を送信する。S-GW6はTS13にて、P-GW7との間でS5インターフェース上に物理回線のベアラ設定処理を実行する。ベアラが設定されればS-GW6はTS14にてMME2に、ベアラ設定応答を送信する。MME2は、図13の処理に従い、端末用無線ベアラ群として使用可能な設定チャネル番号を決定する。そして、TS16で、無線ベアラ設定要求(アタッチ受入れ)を無線基地局部4に決定した設定チャネル番号とともに通知する。これを受けた無線基地局部4はTS17にて設定するべき無線ベアラ(ユニット間無線ベアラ)の設定チャネル番号を含むMIB(Master Information Block)をUE5に送信する。 On the other hand, Figure 15 shows the attach sequence of UE5 (mobile terminal). In TS11, UE5 issues an attach request to MME2 via the radio base station unit (eNodeB) 4. At this time, the IP address of the wireless communication unit is transmitted to the request source. MME2 receives this and transmits a bearer setting request to S-GW6 in TS12. In TS13, S-GW6 executes bearer setting processing of a physical line on the S5 interface with P-GW7. Once the bearer is set, S-GW6 transmits a bearer setting response to MME2 in TS14. MME2 determines the setting channel number that can be used as a terminal radio bearer group according to the processing in Figure 13. Then, in TS16, it notifies the radio base station unit 4 of the radio bearer setting request (attach acceptance) together with the determined setting channel number. Upon receiving this, the wireless base station unit 4 transmits to the UE 5 a MIB (Master Information Block) that includes the setting channel number of the wireless bearer (inter-unit wireless bearer) to be set in the TS 17.

TS18にてUE5は端末側チャネルを、受信したMIBに含まれる設定チャネル番号に設定し、設定完了を返信する。これを受け、TS19にて無線基地局部4はセッション開始要求(アタッチ受入れ)をUE5に通知する。TS20にてUE5は端末用無線ベアラを設定し、セッション開始応答を無線基地局部4に返す。TS21にて、無線基地局部4は、セッション開始応答をMME2に通知する。上記のように、UE5のアタッチシーケンスと中継無線通信部9のアタッチシーケンスとは、周波数チャネル設定の内容を除き、基本的に同一の手順に従い実行されている。 At TS18, UE5 sets the terminal-side channel to the setting channel number included in the received MIB and replies with a notification that setting is complete. In response, at TS19, the radio base station unit 4 notifies UE5 of a session start request (attach acceptance). At TS20, UE5 sets a radio bearer for the terminal and returns a session start response to the radio base station unit 4. At TS21, the radio base station unit 4 notifies MME2 of the session start response. As described above, the attach sequence of UE5 and the attach sequence of the relay radio communication unit 9 are executed according to essentially the same procedure, except for the contents of the frequency channel setting.

LTEシステムにおいては、上記設定チャネル番号などの報知情報の送信量を運用・環境ごとに柔軟に変更するために、PBCHを用いた固定的な報知情報リソースと、PDSCHを用いた可変的に使用できる無線リソースとが組み合わせて使用される。ここで固定的なリソースであるPBCHを用いるのは、UE5(中継無線通信部9)が最初に取得する情報として報知情報が定められており、UE5(中継無線通信部9)が無線基地局部(eNodeB)4からの通知を受けることなしに受信できる必要があるためである。UE5は固定的なリソースであるPBCHを最初に受信し、PBCHからPDSCHを受信するための最低限の情報を得て、その情報をもとにPDSCHにて送られる報知情報を読むようにしている。PDSCHはRB単位で割り当て可能な可変リソースであるため、PDSCHにて送信する報知情報の量は可変である。これにより報知情報に使用するリソース量の変更が実現され、ネットワーク運用や環境により異なる報知情報量に応じた無線リソースの割り当てが可能となる。 In the LTE system, in order to flexibly change the amount of broadcast information such as the above-mentioned setting channel number for each operation and environment, a fixed broadcast information resource using PBCH and a variably usable radio resource using PDSCH are used in combination. The reason why the fixed resource PBCH is used here is because the broadcast information is defined as the information that the UE 5 (relay radio communication unit 9) acquires first, and the UE 5 (relay radio communication unit 9) needs to be able to receive it without receiving a notification from the radio base station unit (eNodeB) 4. The UE 5 first receives the fixed resource PBCH, obtains the minimum information required to receive the PDSCH from the PBCH, and reads the broadcast information sent on the PDSCH based on that information. Since the PDSCH is a variable resource that can be assigned in RB units, the amount of broadcast information transmitted on the PDSCH is variable. This realizes the change of the amount of resources used for broadcast information, and makes it possible to assign radio resources according to the amount of broadcast information that differs depending on the network operation and environment.

そして、このPBCHにより送信される報知情報のうち上記のMIBは、無線フレームの先頭(すなわち、サブフレーム番号=0)で送信されるものであり、時間リソース及び周波数リソースが常に固定された形で割り当てられる。その送信情報は、通常は、例えばPDSCHにより他の報知情報(例えばSIB(System Information Block))を受信するための情報、及び無線フレーム番号(SFN : System Frame Number)などである。しかし、本実施形態では、このMIBを利用して、無線基地局部4はUE5(中継無線通信部9)に対し、端末用無線ベアラあるいはユニット間無線ベアラのチャネル情報を配信する。MIBのサイズは24ビットに固定されているが、そのうちの10ビットは予備領域となっているので、例えばこの予備領域を利用して上記無線ベアラの設定チャネル情報を組み込むことが可能である。 The above-mentioned MIB, among the broadcast information transmitted by this PBCH, is transmitted at the beginning of the radio frame (i.e., subframe number = 0), and time resources and frequency resources are always assigned in a fixed form. The transmitted information is usually, for example, information for receiving other broadcast information (e.g., SIB (System Information Block)) by PDSCH, and the radio frame number (SFN: System Frame Number), etc. However, in this embodiment, the radio base station unit 4 uses this MIB to distribute channel information of the terminal radio bearer or the inter-unit radio bearer to the UE 5 (relay radio communication unit 9). The size of the MIB is fixed at 24 bits, but 10 bits of that are reserved, so that it is possible to incorporate the setting channel information of the above-mentioned radio bearer by using this reserved area, for example.

次に、図11のごとく、ユニット間無線ベアラ55によりカスケード接続された2以上の無線通信ユニット1(A)~1(D)の各EPC機能部3は、個々の無線通信ユニット1(A)~1(D)の無線基地局部4に接続中のUE5(A)~5(D)(移動端末)のノードアドレス(ノード特定情報)を、ユニット間無線ベアラ55(A)~55(C)を経由して他の無線通信ユニットに転送できるようになっている。これにより、2以上の無線通信ユニット1(A)~1(D)間にて接続中のUE5(A)~5(D)のノードアドレスの無線通信ユニット1(A)~1(D)間での共有化が可能となる。そして、EPC機能部3は共有化されたノードアドレス(ノード特定情報)に基づいてIPパケットの転送テーブルを作成し、該転送テーブルを参照してIPパケットの転送制御を行なう。 Next, as shown in FIG. 11, each EPC function unit 3 of two or more wireless communication units 1(A)-1(D) cascaded by an inter-unit wireless bearer 55 can transfer the node addresses (node identification information) of UE5(A)-5(D) (mobile terminals) connected to the wireless base station unit 4 of each wireless communication unit 1(A)-1(D) to other wireless communication units via the inter-unit wireless bearers 55(A)-55(C). This allows the node addresses of UE5(A)-5(D) connected between two or more wireless communication units 1(A)-1(D) to be shared between the wireless communication units 1(A)-1(D). Then, the EPC function unit 3 creates a forwarding table for IP packets based on the shared node addresses (node identification information) and controls the forwarding of IP packets by referring to the forwarding table.

図16は転送テーブルの一例を示すものである。転送テーブルは、個々の無線通信ユニット(MAD01~MAD04はそれらのノードアドレスを示す)において、接続中のUEのノードアドレス(UEAD11,12・・・、UEAD21,22・・・)がリスト化された形で登録される接続中ノード登録部305fと、受け取ったパケットの最終的な転送先となる無線通信ユニットのアドレスと、受け取ったパケットの次の転送先となる無線通信ユニットのアドレス(いわゆる、ネクストホッピング)とを対応付けて記憶した、ルーティングテーブル305ertとを含む。ネクストホッピングの情報は、本実施形態の無線ネットワークシステムにおいて、最終的なパケット送信先となるUEが接続された無線通信ユニットが、自身の下位側に隣接する無線通信ユニットに対しネクストホッピングが自ノードであることを報知し、これを受けた下位側の無線通信ユニットがさらに下位の無線通信ユニットに同様の報知を行なうことで、個々の無線通信ユニットに対するネクストホッピング情報がパケット送信元の無線通信ユニットに至るまで順次伝達されてゆく。各無線通信ユニットは、報知されたネクストホッピング情報をルーティングテーブル305ertに書き込み、以降、同じ宛先のパケットが送信される場合に、このルーティングテーブル305ertを参照することで、次の無線通信ユニットへのパケット転送がスムーズに実行される(いわゆる、ダイナミックルーティング方式)。本実施形態においてルーティングテーブル305ertには、ネクストホッピングだけでなく、途中経路上の無線通信ユニットのアドレスも合わせて共有・記憶されているが、これは省略してもよい。 Figure 16 shows an example of a forwarding table. The forwarding table includes a connected node registration unit 305f in which the node addresses (UEAD11, 12, . . ., UEAD21, 22, . . .) of the connected UEs are registered in a list form for each wireless communication unit (MAD01 to MAD04 indicate their node addresses), and a routing table 305ert in which the address of the wireless communication unit to which the received packet is ultimately forwarded and the address of the wireless communication unit to which the received packet is next forwarded (so-called next hopping) are stored in association with each other. In the wireless network system of this embodiment, the wireless communication unit to which the UE to which the packet is ultimately forwarded notifies the wireless communication unit adjacent to its lower side that the next hopping is its own node, and the wireless communication unit on the lower side that receives this notifies the wireless communication unit further lower, so that the next hopping information for each wireless communication unit is transmitted sequentially up to the wireless communication unit from which the packet was sent. Each wireless communication unit writes the notified next hopping information into the routing table 305ert, and thereafter, when a packet with the same destination is transmitted, the packet is smoothly transferred to the next wireless communication unit by referring to this routing table 305ert (a so-called dynamic routing method). In this embodiment, the routing table 305ert shares and stores not only the next hopping but also the addresses of wireless communication units on the route, but this may be omitted.

図17は、各EPC機能部3にてなされる該転送テーブルの更新処理の流れを示すものであり、A201で処理が開始されると、A202では無線通信ユニットの配列(順序や数)が変化したか否かを確認する。具体的には、後述の接続変更により、上流ユニット又は下流ユニットのノードアドレスが変化したかを確認し、変化していればA203に進み、ルーティングテーブル305ert上にて、パケット送信先となる無線通信ユニットのノードアドレス毎に、ネクストホッピングとなる無線通信ユニットのノードアドレスを変更する。一方、変化していなければA203をスキップする。A204では自ノードに接続中のUEのIPアドレスを取得する。A205では、取得したIPアドレスにより、接続中ノード登録部305fの内容が更新される。A206では、処理を終了するか否かを判断し、終了でなければA207で一定期間待機した後A202に戻り、以下の処理を繰り返す。 Figure 17 shows the flow of the forwarding table update process performed by each EPC function unit 3. When the process is started in A201, A202 checks whether the arrangement (order or number) of the wireless communication units has changed. Specifically, it checks whether the node address of the upstream unit or downstream unit has changed due to a connection change described later, and if it has changed, proceeds to A203, and changes the node address of the wireless communication unit that is the next hopping on the routing table 305ert for each node address of the wireless communication unit that is the packet transmission destination. On the other hand, if it has not changed, skip A203. A204 obtains the IP address of the UE connected to the own node. A205 updates the contents of the connected node registration unit 305f with the obtained IP address. A206 determines whether to end the process, and if not, A207 waits for a certain period of time, then returns to A202 and repeats the following process.

図18は、同じ無線通信ユニット1に接続するUE5(UE(I)及びUE(II))間のIPパケットの伝送処理の流れを示すものである。U1及びU2は図15により説明済みのアタッチシーケンスであり、端末用無線ベアラが構築される。U3でUE(I)からIPパケットが無線基地局部4に向け上りパケットとして送出される。無線基地局部4がこれをEPC機能部3に転送する。EPC機能部3では、図16の接続中ノード登録部305fを参照し、自身が属する無線通信ユニットに接続中のいずれかのUEのIPアドレスが、受け取ったIPパケットのヘッダに記録されている送信先アドレスと一致しているか否かを確認する。図18の場合、UE(II)のIPアドレスがこれに該当することとなり、D1にて該IPパケットを下りパケットとして配下の無線基地局部4に折り返し転送する。無線基地局部4はこれを受け取ってUE(II)に転送し、処理は完了する。 Figure 18 shows the flow of IP packet transmission processing between UE5 (UE(I) and UE(II)) connected to the same wireless communication unit 1. U1 and U2 are the attach sequences already explained in Figure 15, and a terminal wireless bearer is constructed. At U3, an IP packet is sent from UE(I) to the wireless base station unit 4 as an uplink packet. The wireless base station unit 4 transfers this to the EPC function unit 3. The EPC function unit 3 refers to the connected node registration unit 305f in Figure 16 and checks whether the IP address of any UE connected to the wireless communication unit to which it belongs matches the destination address recorded in the header of the received IP packet. In the case of Figure 18, the IP address of UE(II) corresponds to this, and at D1, the IP packet is transferred back to the subordinate wireless base station unit 4 as a downlink packet. The wireless base station unit 4 receives this and transfers it to UE(II), completing the process.

図19は、図11において、無線通信ユニット1(A)に接続中のUE5(A)と、隣接する無線通信ユニット1(A)に接続中のUE5(B)と間のIPパケットの伝送処理の流れを示すものである。U1~U3までの処理は図18と同じである。U3において無線通信ユニット1(A)のEPC機能部3は接続中ノード登録部305fを参照し、受け取ったIPパケットの送信先アドレスが、自身が属する無線通信ユニット1(A)に接続中のいずれのUEのIPアドレスとも一致せず、かつルーティングテーブル305ertの参照により、ネクストホッピングが上流側の無線通信ユニット1(B)であることを確認する。そして、U4にてそのIPパケットを、ユニット間無線ベアラ55(A)により上流側の無線通信ユニット1(B)に転送する。無線通信ユニット1(B)では、このIPパケットを受け取り、同様に接続中ノード登録部305fを参照し、UE5(B)のIPアドレスが送信先のIPアドレスと一致することを確認する。そして、D2にて該IPパケットを下りパケットとして配下の無線基地局部4に転送する。無線基地局部4はこれを受け取ってUE5(B)に転送し、処理は完了する。 Figure 19 shows the flow of IP packet transmission processing between UE5(A) connected to wireless communication unit 1(A) and UE5(B) connected to adjacent wireless communication unit 1(A) in Figure 11. The processing from U1 to U3 is the same as in Figure 18. In U3, the EPC function unit 3 of wireless communication unit 1(A) refers to the connected node registration unit 305f, and confirms that the destination address of the received IP packet does not match the IP address of any UE connected to the wireless communication unit 1(A) to which it belongs, and that the next hopping is the upstream wireless communication unit 1(B) by referring to the routing table 305ert. Then, in U4, the IP packet is transferred to the upstream wireless communication unit 1(B) by the inter-unit wireless bearer 55(A). The wireless communication unit 1(B) receives this IP packet, and similarly refers to the connected node registration unit 305f to confirm that the IP address of UE5(B) matches the destination IP address. Then, at D2, the IP packet is transferred as a downstream packet to the subordinate wireless base station unit 4. The wireless base station unit 4 receives it and transfers it to UE5 (B), completing the process.

たとえば、IPパケットの送信元のUEが、カスケード接続された無線通信ユニット群の中間のものに接続されており、送信先のUEが該無線通信ユニットよりも下流側の無線通信ユニットに接続中のUEである場合は、上記UEにてEPC機能部3は接続中ノード登録部305fを参照し、受け取ったIPパケットの送信先アドレスが、自身が属する無線通信ユニットに接続中のいずれのUEのIPアドレスとも一致せず、かつルーティングテーブル305ertの参照により、ネクストホッピングが下流側の無線通信ユニットであることを確認する。そして、該IPパケットは下りパケットとして無線基地局部4に転送され、さらに送信先となるUEが接続される無線通信ユニットに下流側のユニット間無線ベアラを用いて転送される。 For example, if the UE that sends the IP packet is connected to the middle one of a group of cascaded wireless communication units, and the destination UE is a UE connected to a wireless communication unit downstream of the wireless communication unit, the EPC function unit 3 in the UE refers to the connected node registration unit 305f and confirms that the destination address of the received IP packet does not match the IP address of any UE connected to the wireless communication unit to which the UE belongs, and that the next hop is the downstream wireless communication unit by referring to the routing table 305ert. The IP packet is then transferred as a downlink packet to the wireless base station unit 4, and is further transferred to the wireless communication unit to which the destination UE is connected using the downstream inter-unit wireless bearer.

図20は、図11において、無線通信ユニット1(A)に接続中のUE5(A)と、2つ先の無線通信ユニット1(C)に接続中のUE5(C)と間のIPパケットの伝送処理の流れを示すものである。U1~U4までの処理は図19と同じである。U5において無線通信ユニット1(B)のEPC機能部3は接続中ノード登録部305fを参照し、受け取ったIPパケットのヘッダに記録されている送信先アドレスが、自身が属する無線通信ユニット1(B)に接続中のいずれのUEのIPアドレスとも一致しないことを確認し、U5にてそのIPパケットを、ユニット間無線ベアラ55(B)により上流側の無線通信ユニット1(C)に転送する。無線通信ユニット1(C)では、このIPパケットを受け取り、同様に接続中ノード登録部305fを参照し、UE5(C)のIPアドレスが送信先のIPアドレスと一致することを確認する。そして、D3にて該IPパケットを下りパケットとして配下の無線基地局部4に転送する。無線基地局部4はこれを受け取ってUE5(C)に転送し、処理は完了する。 Figure 20 shows the flow of IP packet transmission processing between UE5(A) connected to wireless communication unit 1(A) and UE5(C) connected to wireless communication unit 1(C) two units ahead in Figure 11. The processing from U1 to U4 is the same as in Figure 19. At U5, the EPC function unit 3 of wireless communication unit 1(B) refers to the connected node registration unit 305f, and confirms that the destination address recorded in the header of the received IP packet does not match the IP address of any UE connected to the wireless communication unit 1(B) to which it belongs, and transfers the IP packet to the upstream wireless communication unit 1(C) at U5 via the inter-unit wireless bearer 55(B). The wireless communication unit 1(C) receives this IP packet, similarly refers to the connected node registration unit 305f, and confirms that the IP address of UE5(C) matches the destination IP address. Then, at D3, the IP packet is transferred to the subordinate wireless base station unit 4 as a downstream packet. The wireless base station unit 4 receives this and forwards it to UE5(C), completing the process.

図21は、無線通信ユニット1(A)に接続中のUE5(A)からのIPパケットが、無線ネットワークシステム外の送信先アドレスを有している場合の処理を示す。U1~U5までの処理は図20と同じである。U5において無線通信ユニット1(C)のEPC機能部3は接続中ノード登録部305fを参照し、受け取ったIPパケットのヘッダに記録されている送信先アドレスが、自身が属する無線通信ユニット1(C)に接続中のいずれのUEのIPアドレスとも一致しないことを確認し、U6にてそのIPパケットをルータ8に転送する。すなわち、ルータ8が設けられた無線通信ユニット1(C)のEPC機能部3は、転送されてくるIPパケットの送信先ノードが接続中ノード登録部305fに含まれていないノードを示す場合は、ルータ8を介してIPパケットを外部ネットワーク60に転送する。 Figure 21 shows the process when an IP packet from UE5(A) connected to wireless communication unit 1(A) has a destination address outside the wireless network system. The process from U1 to U5 is the same as in Figure 20. At U5, the EPC function unit 3 of wireless communication unit 1(C) refers to the connected node registration unit 305f, confirms that the destination address recorded in the header of the received IP packet does not match the IP address of any UE connected to the wireless communication unit 1(C) to which it belongs, and transfers the IP packet to the router 8 at U6. That is, the EPC function unit 3 of wireless communication unit 1(C) provided with the router 8 transfers the IP packet to the external network 60 via the router 8 when the destination node of the transferred IP packet indicates a node not included in the connected node registration unit 305f.

図11の無線通信ユニット1(A)~1(D)はいずれもルータ8を内蔵しており、例えば衛星通信回線61等により外部ネットワーク60(例えばグローバル公共ネットワーク(インターネット))と接続可能である。該構成により、本発明の無線ネットワークシステム外のネットワークを送信先とするIPパケットの転送処理を、簡単なアルゴリズムにより実現できていることがわかる。 The wireless communication units 1(A) to 1(D) in FIG. 11 each have a built-in router 8 and can be connected to an external network 60 (e.g., a global public network (Internet)) via, for example, a satellite communication line 61. With this configuration, it can be seen that the forwarding process of IP packets whose destination is a network outside the wireless network system of the present invention can be realized by a simple algorithm.

なお、各無線通信ユニットにおけるIPパケットの転送制御処理については、図16に示す転送テーブルに代え、より簡便な接続中ノード登録部を用いた方式とすることも可能である。図23はその一例を示すものであり、該接続中ノード登録部305fが設けられている無線通信ユニット1に接続中のUE5のノード特定情報のみをリストとして記憶している。ノード特定情報は、接続中のUEのIPアドレス(UEIP01,UEIP02,・・・)であるが、UE5を接続ノードとして特定できる情報であればこれに限らず、例えばUE5に組み込まれたSIM(subscriber identity module)カードのID(=UE5の端末加入者情報:SIMID01,SIMID02,・・・)や装置のMACアドレス(MAD01,MAD02,・・・)なども使用可能である。 In addition, the forwarding control process of IP packets in each wireless communication unit can be performed using a simpler method using a connected node registration unit instead of the forwarding table shown in FIG. 16. FIG. 23 shows an example of this, in which only the node identification information of the UE5 connected to the wireless communication unit 1 in which the connected node registration unit 305f is provided is stored as a list. The node identification information is the IP address of the connected UE (UEIP01, UEIP02, ...), but is not limited to this as long as it can identify the UE5 as a connected node. For example, the ID of the SIM (subscriber identity module) card built into the UE5 (= UE5 terminal subscriber information: SIMID01, SIMID02, ...) or the MAC address of the device (MAD01, MAD02, ...) can also be used.

すなわち、図11において、各無線通信ユニット1(A)~1(D)のEPC機能部3には、無線基地局部4のセル(通信エリア)内にて該無線基地局部4に端末用無線ベアラ57(A)~57(D)を介して接続中の複数のUE5(A)~5(D)(移動端末)について、それら接続中のUE5(A)~5(D)のノード特定情報を登録する接続中ノード登録部305fを設けておく。EPC機能部3は、無線基地局部4から転送されてくるIPパケットの送信先ノード(送信先アドレス)を接続中ノード登録部305fの登録内容と照合し、送信先ノードが、接続中ノード登録部305fに登録されたノード特定情報のいずれかに対応するUE(移動端末)を示す場合には、IPパケットを該UEに対し無線基地局部4にて折り返す形で転送する。 In other words, in FIG. 11, the EPC function unit 3 of each wireless communication unit 1(A)-1(D) is provided with a connected node registration unit 305f that registers the node identification information of multiple UEs 5(A)-5(D) (mobile terminals) that are connected to the wireless base station unit 4 via terminal radio bearers 57(A)-57(D) within the cell (communication area) of the wireless base station unit 4. The EPC function unit 3 checks the destination node (destination address) of the IP packet transferred from the wireless base station unit 4 against the registered contents of the connected node registration unit 305f, and if the destination node indicates a UE (mobile terminal) that corresponds to any of the node identification information registered in the connected node registration unit 305f, the IP packet is forwarded to the UE by looping it back at the wireless base station unit 4.

他方、送信先ノードが接続中ノード登録部305に登録されていないノードを示す場合にはIPパケットを中継無線通信部9及び無線基地局部4の双方に転送する。つまり、この方式では、外部の送信先を示すIPパケットを受け取ったEPC機能部3は、接続中ノード登録部305の内容のみでは送信先ノードが上流側と下流側のいずれに存在するかの判別ができない。そこで、外部の送信先を示すIPパケットについては、送信方向を特に限定せず、上流側と下流側の両方に転送を行なうことでこの問題を解決する。 On the other hand, if the destination node indicates a node that is not registered in the connected node registration unit 305, the IP packet is forwarded to both the relay wireless communication unit 9 and the wireless base station unit 4. In other words, in this method, the EPC function unit 3 that receives an IP packet indicating an external destination cannot determine whether the destination node is located upstream or downstream based on the contents of the connected node registration unit 305 alone. Therefore, this problem is solved by forwarding IP packets indicating external destinations both upstream and downstream without any particular restriction on the transmission direction.

接続中ノード登録部305fを用いる方式は、図16の転送テーブルを用いる方式と異なり、ダイナミックルーティングのために他の無線通信ユニットとの間で連携する通信処理が不要となる利点を有する。つまり、個々の無線通信ユニットは、自身の接続中UEの状態を把握する処理に専念すればよいのである。図24はその処理の流れを示すものであり、A101で処理が開始されると、A102で新たなUEからアタッチ要求があるか否かを確認する。アタッチ要求があればA103に進み、該当するUEのノード特定情報を新規登録する一方、アタッチ要求がなければA103をスキップする。次に、A104では、接続切断したUEがあるか否かを確認する。接続切断したUEがあればA105に進み、該当するUEのノード特定情報を削除する一方、接続切断したUEがなければA105をスキップする。 The method using the connected node registration unit 305f has the advantage that, unlike the method using the forwarding table in FIG. 16, communication processing that links with other wireless communication units for dynamic routing is not required. In other words, each wireless communication unit can concentrate on processing to grasp the state of its own connected UE. FIG. 24 shows the flow of the processing, and when processing is started in A101, A102 checks whether there is an attach request from a new UE. If there is an attach request, proceed to A103 and newly register the node specific information of the UE, while if there is no attach request, skip A103. Next, A104 checks whether there is a disconnected UE. If there is a disconnected UE, proceed to A105 and delete the node specific information of the UE, while if there is no disconnected UE, skip A105.

例えば図11において無線通信ユニット1(B)に着目した場合、その中継無線通信部9は、EPC機能部3から転送されるIPパケットを、上流ユニット間無線ベアラ55(B)を介して上流側の無線通信ユニット1(C)の無線基地局部4(上流無線基地局部)に上りパケットとして転送する。他方、無線通信ユニット1(B)の無線基地局部4はEPC機能部3から転送されるIPパケットを、下流ユニット間無線ベアラ55(A)を介して下流側の無線通信ユニット1(A)の無線基地局部4(下流無線基地局部)に下りパケットとして転送する。この処理が各無線通信ユニット1(A)~1(D)にて実施されることで、送信先のUEが無線ネットワークシステム内に存在する場合は、伝送対象のIPパケットの送信先は、上りリンクと下りリンクのいずれかにて必ず特定できる。なお、上りリンクと下りリンクのうち、伝送対象のIPパケットの送信先が存在しなかった側では、IPパケットはリンク末端の無線通信ユニットまでたどり着くこととなるが、該末端の無線通信ユニットでも送信先のUEが見いだせなかった場合は、その無線通信ユニットでIPパケットを無効化する処理(例えば破棄する処理)を行なえばよい。 For example, in FIG. 11, when the wireless communication unit 1(B) is taken into consideration, its relay wireless communication unit 9 transfers the IP packet transferred from the EPC function unit 3 as an uplink packet to the wireless base station unit 4 (upstream wireless base station unit) of the upstream wireless communication unit 1(C) via the upstream unit-to-unit wireless bearer 55(B). On the other hand, the wireless base station unit 4 of the wireless communication unit 1(B) transfers the IP packet transferred from the EPC function unit 3 as a downlink packet to the wireless base station unit 4 (downstream wireless base station unit) of the downstream wireless communication unit 1(A) via the downstream unit-to-unit wireless bearer 55(A). By carrying out this process in each wireless communication unit 1(A) to 1(D), if the destination UE exists within the wireless network system, the destination of the IP packet to be transmitted can always be identified by either the uplink or the downlink. In addition, in the uplink and downlink, on the side where there is no destination for the IP packet to be transmitted, the IP packet will reach the wireless communication unit at the end of the link, but if the destination UE cannot be found even in the wireless communication unit at the end, the wireless communication unit can perform a process to invalidate the IP packet (for example, a process to discard it).

そして、伝送対象のIPパケットが、無線ネットワークシステムの外部の送信先アドレスを示すものの場合の処理を考慮した場合、図11のようにカスケード接続された無線通信ユニット1(A)~1(D)の一方の終端に位置するユニット(図11では無線通信ユニット1(A)とする)を、上記IPパケットを破棄する処理を実行するユニットとして定め、他方の終端に位置するユニット(図11では無線通信ユニット1(D)とする)は、ルータ8を介して外部ネットワーク60に接続できるように構成する。例えば中間の無線通信ユニット1(B)に接続されたUEが送信元となり、外部ネットワーク60に向けて送信先が指定されたIPパケットは、本方式において下りリンク側に転送されたものについては無線通信ユニット1(A)で破棄されるので、結局上りリンク側に送信されたIPパケットだけが生き残り、最終的に無線通信ユニット1(D)にたどり着くこととなる。無線通信ユニット1(D)では、図19を援用して説明すれば、受け取ったIPパケットのヘッダに記録されている送信先アドレスが、接続中ノード登録部305f内のいずれのUEのIPアドレスとも一致しないことを確認し、U6にてそのIPパケットをルータ8に転送する。該IPパケットは、ルータ8を介して外部ネットワーク60に送出される。 When considering the processing in the case where the IP packet to be transmitted indicates a destination address outside the wireless network system, the unit located at one end of the cascaded wireless communication units 1(A) to 1(D) as shown in FIG. 11 (wireless communication unit 1(A) in FIG. 11) is defined as the unit that executes the processing to discard the IP packet, and the unit located at the other end (wireless communication unit 1(D) in FIG. 11) is configured to be connected to the external network 60 via the router 8. For example, an IP packet that is sent from a UE connected to the intermediate wireless communication unit 1(B) and has a destination designated for the external network 60 is discarded by the wireless communication unit 1(A) when it is transferred to the downlink side in this method, so that only the IP packet transmitted to the uplink side survives and finally reaches the wireless communication unit 1(D). In the wireless communication unit 1 (D), referring to FIG. 19, it confirms that the destination address recorded in the header of the received IP packet does not match the IP address of any UE in the connected node registration unit 305f, and transfers the IP packet to the router 8 at U6. The IP packet is sent to the external network 60 via the router 8.

次に、前述の簡易ハンドオーバ処理について説明する。
図2を用いてすでに説明したごとく、本実施形態においては、無線通信ユニット対をなす一方の無線通信ユニット1(A)と他方の無線通信ユニット1(B)とがユニット間無線ベアラ55によってのみ通信接続される構成となっている。すなわち、無線通信ユニット対1(A),1(B)の無線基地局部4,4間は、これらを直接接続する制御インターフェースが省略されている(すなわち、従来のX2インターフェースが設けられない構成)。よって、図11において無線通信ユニット1(A)に接続された移動端末5(A)が無線通信ユニット1(B)の通信セル50B内に移動した場合に、X2インターフェースを用いた通常のハンドオーバ処理を実施することができない。そこで、本実施形態では、図20に示すシーケンスに従って、下記の簡易ハンドオーバ処理が実行される。すなわち、UE5(A)が無線通信ユニット1(A)に対し、U1及びU2において図15に示すアタッチシーケンスを実行し、無線通信ユニット1(A)との間に端末用無線ベアラを構築する。これにより、UE5(A)は無線通信ユニット1(A)との間で上りパケット(U3)及び下りパケット(D1)の送受信が可能となる。
Next, the aforementioned simple handover process will be described.
As already explained using FIG. 2, in this embodiment, one wireless communication unit 1(A) and the other wireless communication unit 1(B) of the wireless communication unit pair are connected for communication only by the inter-unit wireless bearer 55. That is, between the wireless base station units 4, 4 of the wireless communication unit pair 1(A), 1(B), a control interface that directly connects them is omitted (that is, a configuration in which the conventional X2 interface is not provided). Therefore, when the mobile terminal 5(A) connected to the wireless communication unit 1(A) in FIG. 11 moves into the communication cell 50B of the wireless communication unit 1(B), it is not possible to perform a normal handover process using the X2 interface. Therefore, in this embodiment, the following simplified handover process is performed according to the sequence shown in FIG. 20. That is, the UE 5(A) performs the attach sequence shown in FIG. 15 at U1 and U2 with respect to the wireless communication unit 1(A) to build a terminal wireless bearer between the wireless communication unit 1(A) and the wireless communication unit 1(A). This enables the UE 5 (A) to transmit and receive uplink packets (U3) and downlink packets (D1) to and from the wireless communication unit 1 (A).

そして、S101において、無線通信ユニット1(A)の無線基地局部4とUE5(移動端末)とを接続する端末用無線ベアラの切断をUE5(移動端末)が検出し、さらにS102で移動先の無線通信ユニット1(B)をUE5が検出することで、UE5はU1’において無線通信ユニット1(B)に対して新たなアタッチ要求を行なう。無線通信ユニット1(B)はこのアタッチ要求を受けることにより、U2と同様の処理に基づきUE5との間に新たな端末用無線ベアラを確立する。すなわち、無線通信ユニット1(B)のEPC機能部3からの指令に基づき、無線通信ユニット1(B)の無線基地局部4と、移動後のUE5(A)(移動端末)との間に端末用無線ベアラが再構築される。以上の処理により、基地局間インターフェースが存在しない環境であるにも関わらず、UE5のセル間移動に伴う実質的なハンドオーバ処理が実現できていることがわかる。 Then, in S101, UE5 (mobile terminal) detects the disconnection of the terminal radio bearer connecting the radio base station unit 4 of the wireless communication unit 1 (A) and UE5 (mobile terminal), and further detects the destination wireless communication unit 1 (B) in S102, so that UE5 makes a new attach request to the wireless communication unit 1 (B) in U1'. By receiving this attach request, wireless communication unit 1 (B) establishes a new terminal radio bearer with UE5 based on the same processing as U2. That is, based on a command from the EPC function unit 3 of the wireless communication unit 1 (B), a terminal radio bearer is reconstructed between the wireless base station unit 4 of the wireless communication unit 1 (B) and the UE5 (A) (mobile terminal) after the movement. Through the above processing, it can be seen that a substantial handover process accompanying the movement of UE5 between cells can be realized, even in an environment where there is no base station interface.

以下、図11のごとく複数の無線通信ユニット1(A)~1(D)がユニット間無線ベアラ55(A)~55(B)により接続され、本発明の無線ネットワークシステムが構築されている状態において、システム内の無線通信ユニット接続のトポロジー変更が行われる具体例について説明する。 Below, we will explain a specific example of how the topology of the wireless communication unit connections in a system is changed when multiple wireless communication units 1(A)-1(D) are connected by inter-unit wireless bearers 55(A)-55(B) as shown in Figure 11 and the wireless network system of the present invention is constructed.

図25の状態A1では、3つの無線通信ユニット1(B)~1(D)がユニット間無線ベアラ55(B),55(C)により接続されており、その先頭の無線通信ユニット1(B)に向け、新たな無線通信ユニット1(A)が接近しつつある。そして、その中継無線通信部(BTC)9が、無線通信ユニット1(B)のeNodeB4の圏内に入ると、中継無線通信部(BTC)9はアタッチ要求を無線通信ユニット1(B)のeNodeB4に向けて出力する。以下は、図14にして説明済みのアタッチシーケンスが実行され、状態A2のごとく、無線通信ユニット1(A)と無線通信ユニット1(B)との間にユニット間無線ベアラ55(A)が構築されて、無線ネットワークシステムに無線通信ユニット1(A)が取り込まれる。 In state A1 of FIG. 25, three wireless communication units 1(B) to 1(D) are connected by inter-unit wireless bearers 55(B) and 55(C), and a new wireless communication unit 1(A) is approaching the first wireless communication unit 1(B). When the relay wireless communication unit (BTC) 9 enters the range of eNodeB4 of wireless communication unit 1(B), the relay wireless communication unit (BTC) 9 outputs an attach request to eNodeB4 of wireless communication unit 1(B). From this point on, the attach sequence already explained in FIG. 14 is executed, and as in state A2, an inter-unit wireless bearer 55(A) is established between wireless communication unit 1(A) and wireless communication unit 1(B), and wireless communication unit 1(A) is incorporated into the wireless network system.

図26の状態B1では、3つの無線通信ユニット1(A)~1(C)がユニット間無線ベアラ55(A)~55(B)により接続されており、その末端の無線通信ユニット1(C)に向け、新たな無線通信ユニット1(D)が接近しつつある。そして、無線通信ユニット1(C)の中継無線通信部(BTC)9が、接近中の無線通信ユニット1(D)のeNodeB4の圏内に入ると、無線通信ユニット1(C)の中継無線通信部9はアタッチ要求を無線通信ユニット1(D)のeNodeB4に向けて出力する。以下は、図14にして説明済みのアタッチシーケンスが実行され、状態B2のごとく、無線通信ユニット1(C)と無線通信ユニット1(D)との間にユニット間無線ベアラ55(C)が構築されて、無線ネットワークシステムに無線通信ユニット1(D)が取り込まれる。 In state B1 of FIG. 26, three wireless communication units 1(A)-1(C) are connected by inter-unit wireless bearers 55(A)-55(B), and a new wireless communication unit 1(D) is approaching the terminal wireless communication unit 1(C). When the relay wireless communication unit (BTC) 9 of the wireless communication unit 1(C) enters the range of the eNodeB4 of the approaching wireless communication unit 1(D), the relay wireless communication unit 9 of the wireless communication unit 1(C) outputs an attach request to the eNodeB4 of the wireless communication unit 1(D). From this point on, the attach sequence already described in FIG. 14 is executed, and as in state B2, an inter-unit wireless bearer 55(C) is established between the wireless communication unit 1(C) and the wireless communication unit 1(D), and the wireless communication unit 1(D) is incorporated into the wireless network system.

図25及び図26のいずれにおいても、新たに付加される無線通信ユニットは、構築済みの無線通信ネットワークシステムの先頭または末端、つまり、ネットワークのエッジを構成している無線通信ユニット(図25では符号1(B),図26では符号1(C))にのみ接続が許されている実施形態を示している。この方式は、無線通信ユニットの付加が、既存ネットワーク内の無線通信ユニットの接続順序に影響を及ぼさず、簡易である利点がある。しかし、付加対象の無線通信ユニットが、エッジを構成する無線通信ユニットに接近した場合にのみアタッチ・接続がなされるため、無線通信ユニットの新規付加に対する柔軟性にやや乏しい欠点がある。 In both Figures 25 and 26, an embodiment is shown in which a newly added wireless communication unit is only allowed to connect to the head or end of an already constructed wireless communication network system, that is, to a wireless communication unit that constitutes the edge of the network (reference numeral 1(B) in Figure 25, reference numeral 1(C) in Figure 26). This method has the advantage that the addition of a wireless communication unit does not affect the connection order of wireless communication units in the existing network, and is simple. However, it has the disadvantage of being somewhat lacking in flexibility when it comes to the addition of a wireless communication unit, since the wireless communication unit to be added is attached/connected only when it approaches a wireless communication unit that constitutes an edge.

一方、中継無線通信部は、上流ユニットとは別の無線通信ユニットであって上流ユニットよりも高品質にて無線接続可能な切替候補ユニットが存在する場合に、新たな上流ユニットとして該切替候補ユニットに接続切り替えするように構成することもできる。図27は、その最も単純な場合として、状態C1のごとく、複数の無線通信ユニット1(A)~1(D)からなる無線通信ネットワークシステムの中間に位置する無線通信ユニット1(C)が、状態C2のように移動により離間し、状態C3のようにネットワークシステムより離脱する場合(あるいは、故障等により通信不能となる場合:これも一種の「離脱」であるといえる)の、残余の無線通信ユニット1(A),1(B),1(D)の再接続プロセスを示すものである。 On the other hand, the relay wireless communication unit can also be configured to switch the connection to a switching candidate unit as a new upstream unit when there is a switching candidate unit that is a wireless communication unit other than the upstream unit and can be wirelessly connected with higher quality than the upstream unit. Figure 27 shows the reconnection process of the remaining wireless communication units 1(A), 1(B), and 1(D) in the simplest case where, as in state C1, a wireless communication unit 1(C) located in the middle of a wireless communication network system consisting of multiple wireless communication units 1(A) to 1(D) moves away as in state C2 and leaves the network system as in state C3 (or becomes unable to communicate due to a malfunction, etc.: this can also be considered a kind of "leaving").

上記のような無線通信ユニット1(C)の離脱が生じると、その上流ユニット(図27では無線通信ユニット1(D))と、無線通信ユニット1(C)との間の通信品質の低下によりユニット間無線ベアラ55(C)の接続が切断される。その結果、無線ネットワークシステムは、離脱した無線通信ユニット1(C)に接続していた2つの無線通信ユニット1(B)、1(D)を各々新たにエッジとする2つのネットワーククラスタCR1,CR2に分解する。また、その切断により一旦孤立した無線通信ユニット1(D)は、これに最も近い残余の無線通信ユニット1(B)からみた場合に切替候補ユニットとなる。この場合、状態C3のように、一方のネットワーククラスタCR1のエッジをなす無線通信ユニット1(B)が、他方のネットワーククラスタCR2のエッジをなす無線通信ユニット1(D)にアタッチ要求することにより、状態C4のように無線通信ユニット1(B)と無線通信ユニット1(D)との間に新たにユニット間無線ベアラ55(B’)が構築され、2つのネットワーククラスタCR1,CR2の再接続が完了する。 When the wireless communication unit 1(C) is disconnected as described above, the connection of the inter-unit wireless bearer 55(C) is cut off due to a decrease in the communication quality between the upstream unit (wireless communication unit 1(D) in FIG. 27) and the wireless communication unit 1(C). As a result, the wireless network system is decomposed into two network clusters CR1 and CR2, with the two wireless communication units 1(B) and 1(D) connected to the disconnected wireless communication unit 1(C) as new edges. In addition, the wireless communication unit 1(D), which is once isolated due to the disconnection, becomes a switching candidate unit from the perspective of the remaining wireless communication unit 1(B) that is closest to it. In this case, as in state C3, the wireless communication unit 1(B) that forms the edge of one network cluster CR1 requests the wireless communication unit 1(D) that forms the edge of the other network cluster CR2 to attach, and a new inter-unit wireless bearer 55(B') is constructed between the wireless communication unit 1(B) and the wireless communication unit 1(D) as shown in state C4, and the reconnection of the two network clusters CR1 and CR2 is completed.

図27は、無線通信ユニット1(C)の離脱により生じる切替候補ユニットが無線通信ユニット1(B)の1つだけである単純な事例を示していたが、実際には残余の無線通信ユニット1(A),1(B),1(D)の移動により、例えばネットワーククラスタCR1,CR2のいずれかのエッジをなす無線通信ユニットから見た切替候補ユニットが複数生じる場合もある。また、無線通信ネットワークシステムの中間に無線通信ユニットに対し、ネットワーク外の別の無線通信ユニットが接近した場合、その接近先に位置する無線通信ユニットの2つ以上のものが切替候補ユニットとなることもある。 Figure 27 shows a simple case where the only switching candidate unit resulting from the departure of wireless communication unit 1 (C) is wireless communication unit 1 (B), but in reality, the movement of the remaining wireless communication units 1 (A), 1 (B), and 1 (D) may result in multiple switching candidate units as viewed from a wireless communication unit forming an edge of either network cluster CR1 or CR2. Also, when another wireless communication unit outside the network approaches a wireless communication unit in the middle of a wireless communication network system, two or more of the wireless communication units located at the approaching point may become switching candidate units.

ここで、中継無線通信部の接続先となる無線基地局部を、別の無線通信ユニットの無線基地局部に接続変更するには、すでに構築されているユニット間無線ベアラを一旦切断して、変更先となる無線通信ユニットの無線基地局部と間に新たにユニット間無線ベアラを構築しなおさなければならない。このユニット間無線ベアラの切断を、状況に応じて上流側の無線通信ユニットの側からEPC機能部の指示により強制的に実行できるようにしておくと、ユニット間無線ベアラの再構築による無線通信ユニット間の接続トポロジーの最適化を容易に図ることができる。具体的にはEPC機能部が無線基地局部に対し、下流ユニットとの間の下流ユニット間無線ベアラを一時的かつ強制的に切断する指示を行ない(図3:ネットワーク調整プログラム305hの機能)、無線基地局部は指示を受けて下流ユニット間無線ベアラの切断制御を行なうようにする。この場合、上流ユニット接続切替制御部は、上流ユニット間無線ベアラが切断されるに伴い、該上流ユニット間無線ベアラにより上流ユニットとして接続されていた無線通信ユニットである旧上流ユニットと、切替候補ユニットとのそれぞれに対する通信品質評価を行ない、通信品質評価の結果に基づいて新たな上流ユニットとして接続するべき無線通信ユニットを決定するように構成しておく(上流ユニット接続切替制御プログラム905bの機能)。 Here, in order to change the connection of the wireless base station unit to which the relay wireless communication unit is connected to the wireless base station unit of another wireless communication unit, the already established inter-unit wireless bearer must be temporarily disconnected and a new inter-unit wireless bearer must be re-established between the wireless base station unit of the wireless communication unit to which the change is made. If the disconnection of this inter-unit wireless bearer can be forcibly executed by the EPC function unit from the upstream wireless communication unit depending on the situation, it is possible to easily optimize the connection topology between the wireless communication units by reconstructing the inter-unit wireless bearer. Specifically, the EPC function unit instructs the wireless base station unit to temporarily and forcibly disconnect the downstream inter-unit wireless bearer between the downstream unit (Figure 3: function of network adjustment program 305h), and the wireless base station unit receives the instruction and controls the disconnection of the downstream inter-unit wireless bearer. In this case, the upstream unit connection switching control unit is configured to perform a communication quality evaluation for the old upstream unit, which is the wireless communication unit that was connected as the upstream unit by the upstream unit wireless bearer, and the switching candidate unit when the upstream unit wireless bearer is disconnected, and to determine the wireless communication unit to be connected as the new upstream unit based on the results of the communication quality evaluation (function of the upstream unit connection switching control program 905b).

図28及び図29にその一例を示している。図28の状態D1では、3つの無線通信ユニット1(A)~1(C)がユニット間無線ベアラ5(A),55(B)により接続されており、無線通信ユニット1(B),1(C)の中間に向け、新たな無線通信ユニット1(D)が接近しつつある。この状況で、例えば無線通信ユニット1(C)の下流ユニット間無線ベアラ強制切断指示部は、接続中の下流ユニット1(B)との距離d1を反映した下流ユニット距離情報を取得し(下流ユニット距離情報取得部)、切替候補ユニットとなる無線通信ユニット1(D)との距離dcを反映した切替候補ユニット距離情報を取得する(切替候補ユニット距離情報取得部)。状態D1においてはd1>dcである。 An example is shown in Figures 28 and 29. In state D1 in Figure 28, three wireless communication units 1 (A) to 1 (C) are connected by inter-unit wireless bearers 5 (A) and 55 (B), and a new wireless communication unit 1 (D) is approaching the middle between the wireless communication units 1 (B) and 1 (C). In this situation, for example, the downstream unit inter-unit wireless bearer forced disconnection instruction unit of wireless communication unit 1 (C) acquires downstream unit distance information reflecting the distance d1 to the connected downstream unit 1 (B) (downstream unit distance information acquisition unit), and acquires switching candidate unit distance information reflecting the distance dc to the wireless communication unit 1 (D) that is the switching candidate unit (switching candidate unit distance information acquisition unit). In state D1, d1>dc.

そして、状態D2のように、取得された切替候補ユニット距離情報に反映される切替候補ユニットとの距離d1が、取得された下流ユニット距離情報に反映される下流ユニットとの距離dcよりも小さくなった場合に、無線通信ユニット1(C)のEPC機能部3は無線基地局部4に対し、下流ユニット間無線ベアラ(55(B))を一時的かつ強制的に切断する指示を行なう。これにより、状態D3のごとく、すでに接続中の下流ユニット(1(C))よりも近くなるように切替候補ユニット(1(D))が接近してきた場合、上記距離判定により下流ユニット間無線ベアラが強制切断され、図29の状態D4のように、より近い切替候補ユニット(1(D))との接続が新たに生じるようユニット間無線ベアラ55(B’)が再構築され、ユニット間無線ベアラの通信品質及び通信密度を大幅に高めることができる。 Then, as in state D2, when the distance d1 between the switching candidate unit and the downstream unit reflected in the acquired switching candidate unit distance information becomes smaller than the distance dc between the downstream unit and the downstream unit reflected in the acquired downstream unit distance information, the EPC function unit 3 of the wireless communication unit 1 (C) instructs the wireless base station unit 4 to temporarily and forcibly disconnect the downstream unit radio bearer (55 (B)). As a result, as in state D3, when the switching candidate unit (1 (D)) approaches closer than the already connected downstream unit (1 (C)), the downstream unit radio bearer is forcibly disconnected by the distance judgment, and as in state D4 of FIG. 29, the unit radio bearer 55 (B') is reconstructed so that a new connection with the closer switching candidate unit (1 (D)) is generated, and the communication quality and communication density of the unit radio bearer can be significantly improved.

下流ユニット距離情報及び切替候補ユニット距離情報の取得方式は種々の形態から選んで採用可能であるが、例えば最も簡便な方法としては、無線通信ユニットに該無線通信ユニットの現在位置を取得する現在位置取得部を設け、下流ユニット距離情報取得部及び切替候補ユニット距離情報取得部を、下流ユニット及び切替候補ユニットからそれぞれの現在位置を取得し、それらの現在位置の情報に基づいて下流ユニットとの距離及び切替候補ユニットとの距離を各々算出する方式を例示できる。本実施形態では、図3に示すように、各無線通信ユニット1の無線基地局部4に現在位置取得部をなすGPS413(バス405に接続されている)を設けており、例えば図28において無線通信ユニット1(D)は、下流ユニット1(C)の位置情報を下流ユニット間無線ベアラ(55(B))を経由してGPS情報として取得可能である。また、ユニット間無線ベアラが構築されていない切替候補ユニット(1(D))の位置情報については、図3においてルータ8に衛星通信回線61を介して接続された外部ネットワーク60を経由してGPS情報として取得可能である。 The method of acquiring the downstream unit distance information and the switching candidate unit distance information can be selected from various forms, but for example, the simplest method is to provide a wireless communication unit with a current position acquisition unit that acquires the current position of the wireless communication unit, and the downstream unit distance information acquisition unit and the switching candidate unit distance information acquisition unit acquire the current positions from the downstream unit and the switching candidate unit, respectively, and calculate the distance from the downstream unit and the switching candidate unit based on the information of the current positions. In this embodiment, as shown in FIG. 3, a GPS 413 (connected to the bus 405) that constitutes the current position acquisition unit is provided in the wireless base station unit 4 of each wireless communication unit 1, and for example, in FIG. 28, the wireless communication unit 1 (D) can acquire the position information of the downstream unit 1 (C) as GPS information via the downstream unit-to-unit wireless bearer (55 (B)). In addition, the position information of the switching candidate unit (1 (D)) for which no unit-to-unit wireless bearer is constructed can be acquired as GPS information via the external network 60 connected to the router 8 via the satellite communication line 61 in FIG. 3.

図34は、前述のネットワーク調整プログラム305hによる、この場合の下流ユニット間無線ベアラ強制切断処理の流れの一例を示すものである。図28(状態D1)において該処理を行なうのは、無線通信ユニット1(D)のEPC機能部3である。C201では、自身の位置情報をGPS413(図3)から取得する。なお、この位置情報は他の無線通信ユニットが距離算出にて使用できるようにするため、外部ネットワーク60(図3)にアップロードされる。C202では、接続を受けている下流ユニット1(B)(図28)の位置情報を、ユニット間無線ベアラ55(B)を介して取得するとともに、上記自身の位置情報とに基いて距離dcを演算する。 Figure 34 shows an example of the flow of the forced disconnection process of the radio bearer between downstream units by the network adjustment program 305h described above. In Figure 28 (state D1), this process is performed by the EPC function unit 3 of the wireless communication unit 1 (D). In C201, its own location information is obtained from the GPS 413 (Figure 3). This location information is uploaded to the external network 60 (Figure 3) so that other wireless communication units can use it to calculate distances. In C202, the location information of the connected downstream unit 1 (B) (Figure 28) is obtained via the inter-unit wireless bearer 55 (B), and the distance dc is calculated based on the location information of its own.

そして、C203では、周辺の切替候補ユニット(図23では無線通信ユニット1(D))の位置情報を、外部ネットワーク60(図3)を経由して取得する。C204では、各切替候補ユニットまでの距離を演算し、最も近いものをd1として特定する。そして、C205にて、d1<dcの場合にC206に進み、接続を受けている下流ユニット1(B)(図28)とのユニット間無線ベアラ55(B)を一時切断する(図28:状態D2)。また、C205にて、d1<dcでない場合はC206をスキップする。そして、C207にて終了でなければC201へ戻り、以下の処理を繰り返す。 Then, in C203, the location information of the surrounding switching candidate units (wireless communication unit 1 (D) in FIG. 23) is acquired via the external network 60 (FIG. 3). In C204, the distance to each switching candidate unit is calculated, and the closest one is identified as d1. Then, in C205, if d1<dc, the process proceeds to C206, and the inter-unit wireless bearer 55(B) with the connected downstream unit 1 (B) (FIG. 28) is temporarily disconnected (FIG. 28: state D2). Also, in C205, if d1<dc is not satisfied, C206 is skipped. Then, if the process is not terminated in C207, the process returns to C201, and the following process is repeated.

図28の状態D2にように、上記のようなユニット間無線ベアラの切断が生じると、これによりエッジ化した旧下流ユニット1(B)の中継無線通信部9は、上流ユニット接続切替制御プログラム905b(図3:上流ユニット接続切替制御部)により、状態D3のように、上流ユニット間無線ベアラ55(B)により上流ユニットとして接続されていた無線通信ユニットである旧上流ユニット1(C)と、切替候補ユニット1(D)とのそれぞれに対する通信品質評価を行ない、通信品質評価の結果に基づいて新たな上流ユニットとして接続するべき無線通信ユニットを決定する処理を行なう。これにより、再接続後の無線通信ユニットとの通信品質や無線通信ユニット間の通信のスループットをより高めることが可能となる。 When the inter-unit radio bearer is disconnected as described above, as shown in state D2 in FIG. 28, the relay wireless communication unit 9 of the old downstream unit 1 (B) that has become an edge uses the upstream unit connection switching control program 905b (FIG. 3: upstream unit connection switching control unit) to perform a communication quality evaluation of each of the old upstream unit 1 (C), which is a wireless communication unit that was connected as an upstream unit via the inter-unit radio bearer 55 (B), and the switching candidate unit 1 (D), as shown in state D3, and performs a process of determining the wireless communication unit to be connected as the new upstream unit based on the results of the communication quality evaluation. This makes it possible to further improve the communication quality with the wireless communication unit after reconnection and the throughput of communication between the wireless communication units.

本実施形態では、各無線通信ユニット1(C)、1(D)からCQI参照信号を受信し、該CQI参照信号を用いてCQI情報(図32)を生成し、該CQI情報の内容に基づいて通信品質評価を行なうようにしている。CQI情報の測定・生成処理機能は、LTE端末(UE及び中継無線通信部)の場合、前述の通りリソースブロックのスケジューリングアルゴリズムに不可欠であり、3GPPのプロトコルにも標準仕様として組み込まれているので、これを流用できる利点がある。ただし、LTEプロトコルにおいてCQIの測定がなされるのは、端末が無線基地局部にアタッチした後であり、本発明への適用を図るには、アタッチ前にCQI測定が実行されるよう、標準プロトコル外の処理を工夫する必要がある。 In this embodiment, a CQI reference signal is received from each wireless communication unit 1(C) and 1(D), CQI information (FIG. 32) is generated using the CQI reference signal, and communication quality is evaluated based on the content of the CQI information. As described above, the CQI information measurement and generation processing function is essential for the resource block scheduling algorithm in the case of an LTE terminal (UE and relay wireless communication unit), and is also incorporated as a standard specification in the 3GPP protocol, so there is an advantage in that this can be reused. However, in the LTE protocol, CQI is measured after the terminal attaches to the wireless base station unit, and in order to apply this invention, it is necessary to devise a process outside the standard protocol so that CQI measurement is performed before attachment.

図33は、上流ユニット接続切替制御処理の流れの一例を示すものである。図28(状態D3)において該処理を行なうのは、旧下流ユニットを構成していた無線通信ユニット1(B)の中継無線通信部9である。C101では、上流側ユニット間無線ベアラの切断を検出し、検出があればC102に進む。接続候補となる無線通信ユニット1(C)、1(D)の無線基地局部4は、LTEプロトコルに従い、それぞれUE5ないし中継無線通信部9のアタッチを受け付けるための報知情報を出力する。そして、本実施形態においては、標準プロトコル外の処理として、この報知情報に続く形でCQI測定用の参照信号を送信するようにしている。この参照信号は、図10のリソースブロックマトリックスにおいて、時間軸上における各スロット内の特定のシンボル(例えばシンボル「0」と「4」)にて、予め定められた周波数のサブキャリアを用いる形で挿入されている。そこで、報知情報の中に、参照信号を取得するためのスロット内のシンボル番号と、周波数サブキャリア特定情報とを組み込んでおけば、無線通信ユニット1(B)の中継無線通信部9は、これを読み取ってCQI測定用の参照信号の受信設定処理を行なうことができる。 Figure 33 shows an example of the flow of the upstream unit connection switching control process. In Figure 28 (state D3), the process is performed by the relay wireless communication unit 9 of the wireless communication unit 1 (B) that constituted the old downstream unit. In C101, the disconnection of the wireless bearer between the upstream units is detected, and if detected, the process proceeds to C102. The wireless base station unit 4 of the wireless communication units 1 (C) and 1 (D) that are connection candidates outputs notification information for accepting the attachment of the UE 5 or the relay wireless communication unit 9 according to the LTE protocol. In this embodiment, a reference signal for CQI measurement is transmitted following this notification information as a process outside the standard protocol. This reference signal is inserted in the resource block matrix of Figure 10 using a subcarrier of a predetermined frequency at a specific symbol (for example, symbols "0" and "4") in each slot on the time axis. Therefore, if the symbol number in the slot for acquiring the reference signal and the frequency subcarrier identification information are incorporated into the broadcast information, the relay wireless communication unit 9 of the wireless communication unit 1 (B) can read this and perform the reception setting process for the reference signal for CQI measurement.

図33に戻り、C102では、CQI参照信号が受信しているか否かを確認する。受信している場合はC103に進み、CQI参照信号を複数ノードから受けているか否かを判定する。受けている場合はC104に進み、各CQI参照信号についてCQI測定を実施する。そして、C105に進み、図29の状態D4のように、複数ユニット(1(C), 1(D))のうち、測定したCQIが示す通信品質が最も良好な無線通信ユニット、例えば図29では、例えば無線通信ユニット1(B)に最も近くなることで、CQI情報(図32参照)に反映された符号化率及び周波数利用効率が最も良好となる無線通信ユニット1(D)にアタッチ要求することで、該無線通信ユニット1(D)との間にユニット間無線ベアラ55(B’)が構築される。一方、C103で、CQI参照信号を複数ノードから受けていない場合、つまり、1つのノード(無線通信ユニット)からしか受けていない場合は、C106に進み、CQI測定結果とは無関係に当該ユニットへのアタッチ要求を行なう。C107で終了でなければC101に戻り、以下の処理を繰り返す。 Returning to FIG. 33, in C102, it is confirmed whether or not a CQI reference signal is received. If it is received, the process proceeds to C103, where it is determined whether or not a CQI reference signal is received from multiple nodes. If it is received, the process proceeds to C104, where CQI measurement is performed for each CQI reference signal. Then, the process proceeds to C105, and as in state D4 of FIG. 29, an attachment request is made to the wireless communication unit (1(C), 1(D)) that has the best communication quality indicated by the measured CQI, for example, wireless communication unit 1(D) that is closest to wireless communication unit 1(B) in FIG. 29 and therefore has the best coding rate and frequency utilization efficiency reflected in the CQI information (see FIG. 32), thereby establishing an inter-unit wireless bearer 55(B') between the wireless communication unit 1(D). On the other hand, if C103 does not receive CQI reference signals from multiple nodes, that is, if it receives CQI reference signals from only one node (wireless communication unit), proceed to C106 and make an attach request to that unit regardless of the CQI measurement result. If the process is not completed in C107, return to C101 and repeat the following process.

図29の状態D5では、無線通信ユニット1(D)は同様のアルゴリズムにより、自身に最も近接する無線通信ユニット1(C)に対しアタッチし、ユニット間無線ベアラ55(C’)が構築され、再接続が完了する。 In state D5 of FIG. 29, wireless communication unit 1 (D) uses a similar algorithm to attach to the wireless communication unit 1 (C) closest to itself, and an inter-unit wireless bearer 55 (C') is established, completing the reconnection.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、あくまで例示であって、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、下流ユニット間無線ベアラ強制切断処理の内容は上記のものに限らず、例えば図30の状態E1及び状態E2に示すように、上流ユニットのEPC機能部が下流ユニット間無線ベアラを切断する指示を予め定められた時間間隔にて周期的に出力するように構成できる。無線基地局部が下流ユニット間無線ベアラを周期的(例えば通信品質への影響が少なくて済むように、1時間から1年に一度、望ましくは3時間から3か月に一度など)に切断する。下流ユニット間無線ベアラが切断された後の処理の流れは、すでに説明したものと同様である。なお、図30においては、全ての下流ユニット間無線ベアラ(55(A),55(B))を一斉に切断するようにしていたが、図31に示すように、下流ユニット間無線ベアラを切断する周期を無線通信ユニットごとにずらせて実施することも可能である。図31にて、状態F0はどの下流ユニット間無線ベアラも切断されていない状態を示し、状態F1~F3は、いずれかの下流ユニット間無線ベアラが切断されている状態を示す。状態F1~F3において、切断される下流ユニット間無線ベアラは互いに相違している。 The above describes the embodiment of the present invention, but it is merely an example, and the present invention is not limited to this. For example, the contents of the forced disconnection process of the radio bearer between downstream units are not limited to the above, and for example, as shown in state E1 and state E2 of FIG. 30, the EPC function unit of the upstream unit can be configured to periodically output an instruction to disconnect the radio bearer between downstream units at a predetermined time interval. The radio base station unit disconnects the radio bearer between downstream units periodically (for example, once every hour to once a year, preferably once every three hours to three months, so as to minimize the impact on communication quality). The flow of processing after the radio bearer between downstream units is disconnected is the same as that already described. In FIG. 30, all the radio bearers between downstream units (55(A), 55(B)) are disconnected at the same time, but as shown in FIG. 31, it is also possible to shift the period for disconnecting the radio bearer between downstream units for each wireless communication unit. In FIG. 31, state F0 indicates a state in which no downstream unit radio bearers are disconnected, and states F1 to F3 indicate states in which any downstream unit radio bearers are disconnected. In states F1 to F3, the downstream unit radio bearers that are disconnected are different from each other.

図35は、その場合の処理の流れの一例を示すものであり、C301では、例えばネットワーク調整プログラム305hに組み込まれている切断スケジューラの計時情報を参照する。C302では、予め定められている切断時期が到来したかどうかを確認する。到来していればC303に進み、接続を受けている無線通信ユニットとの接続状態を一時切断
する処理を行なう。また、C302で切断時期が到来していなければC303をスキップする。C304で終了でなければC301に戻り、以下の処理を繰り返す。
35 shows an example of the process flow in this case, where in C301, for example, the timing information of a disconnection scheduler incorporated in the network adjustment program 305h is referenced. In C302, it is confirmed whether or not a predetermined disconnection time has arrived. If it has arrived, the process proceeds to C303, and a process is performed to temporarily disconnect the connected wireless communication unit. Also, if the disconnection time has not arrived in C302, C303 is skipped. If the process is not finished in C304, the process returns to C301, and the following process is repeated.

1(A),1(B) 無線通信ユニット
WS(A),WS(B) 大型船舶
2 MME
3 EPC機能部
301 CPU
302 RAM
303 マスクROM
304A 上流側通信インターフェース
304B 下流側通信インターフェース
305 フラッシュメモリ
305a 通信ファームウェア
305b MMEエンティティ
305c S-GWエンティティ
305d PーGWエンティティ
305e 転送テーブル
305ert ルーティングテーブル
305f,305f’ 接続中ノード登録部
305g チャネルマップ
306 バス
21 二次電池モジュール
22 電源回路部
23 可搬型筐体
30,31 通信バス
4 無線基地局部
401 CPU
402 RAM
403 マスクROM
404 通信インターフェース
405 フラッシュメモリ
405a 通信ファームウェア
406 バス
412 無線通信部
5 UE(移動端末)
6 S-GW
7 P-GW
8 ルータ
9 中継無線通信部
901 CPU
902 RAM
903 マスクROM
905 フラッシュメモリ
905a 通信ファームウェア
906 バス
912 無線通信部
50(A),50(B) 通信エリア
55 ユニット間無線ベアラ
57 端末用無線ベアラ
1(A), 1(B) Wireless communication units WS(A), WS(B) Large ship 2 MME
3 EPC function section 301 CPU
302 RAM
303 Mask ROM
304A Upstream communication interface 304B Downstream communication interface 305 Flash memory 305a Communication firmware 305b MME entity 305c S-GW entity 305d P-GW entity 305e Forwarding table 305ert Routing table 305f, 305f' Connected node registration unit 305g Channel map 306 Bus 21 Secondary battery module 22 Power supply circuit unit 23 Portable housing 30, 31 Communication bus 4 Wireless base station unit 401 CPU
402 RAM
403 Mask ROM
404 Communication interface 405 Flash memory 405a Communication firmware 406 Bus 412 Wireless communication unit 5 UE (mobile terminal)
6 S-GW
7 P-GW
8 Router 9 Relay wireless communication unit 901 CPU
902 RAM
903 Mask ROM
905 Flash memory 905a Communication firmware 906 Bus 912 Wireless communication unit 50(A), 50(B) Communication area 55 Inter-unit wireless bearer 57 Terminal wireless bearer

Claims (9)

移動体上に搭載可能に構成され、無線ネットワーク通信を移動端末との間で行なうための無線通信ユニットであって、
前記移動端末が端末用無線ベアラを介して接続可能な無線基地局部と、
前記無線基地局部に有線接続され、該無線基地局部に対する上位ネットワーク制御部として機能するEPC(Evolved Packet Core)機能部と、
前記EPC機能部に有線接続されるとともに、第一の別の無線通信ユニットである上流ユニットの無線基地局部(以下、上流無線基地局部という)と上流側のユニット間無線ベアラ(以下、上流ユニット間無線ベアラという)を介して接続可能な中継無線通信部とを備え、
前記無線基地局部は、第二の別の無線通信ユニットである下流ユニットの中継無線通信部(以下、下流中継無線通信部という)と下流側のユニット間無線ベアラ(以下、下流ユニット間無線ベアラという)を介して接続可能とされ、
前記EPC機能部は下流ユニット間無線ベアラ設定要求を前記無線基地局部に送信する一方、前記無線基地局部は前記下流ユニット間無線ベアラ設定要求を受けて前記下流中継無線通信部とともに前記下流ユニット間無線ベアラを構築するものであり、
前記EPC機能部は端末用無線ベアラ設定要求を前記無線基地局部に送信する一方、前記無線基地局部は前記端末用無線ベアラ設定要求を受けて前記移動端末とともに前記端末用無線ベアラを構築するものであり、
前記中継無線通信部は、前記上流ユニットのEPC機能部(以下、上流EPC機能部という)が発行する上流ユニット間無線ベアラ設定要求を受信し、該上流ユニット間無線ベアラ設定要求を受けて前記上流無線基地局部とともに前記上流ユニット間無線ベアラを構築するものであり、
前記EPC機能部は端末用無線ベアラ設定要求を前記無線基地局部に送信する一方、前記無線基地局部は前記端末用無線ベアラ設定要求を受けて前記移動端末とともに前記端末用無線ベアラを構築するものであり、さらに、
前記中継無線通信部は、上流ユニットが非接続の状態であって、かつ新たな接続先となる上流ユニットの候補を検出した場合にのみ、該上流ユニットの候補の無線基地局部に対し前記上流ユニット間無線ベアラを構築するためのアタッチ要求を送信することにより、前記上流ユニットの候補から前記上流ユニット間無線ベアラ設定要求を受信して前記上流ユニット間無線ベアラを構築する制御を行なう上流ユニット間無線ベアラ構築制御部を備える一方、
前記無線基地局部は、前記下流ユニットが非接続の状態であって、かつ新たに接続される下流ユニットの候補からのアタッチ要求を受信した場合にのみ、該アタッチ要求を前記EPC機能部に通知するとともに、該EPC機能部からの前記端末用無線ベアラ設定要求を受信して前記下流ユニット間無線ベアラを構築する制御を行なう下流ユニット間無線ベアラ構築制御部を備え
前記中継無線通信部は、前記上流ユニットとは別の無線通信ユニットであって前記上流ユニットよりも高品質にて無線接続可能な切替候補ユニットが存在する場合に、新たな上流ユニットとして該切替候補ユニットに接続切り替えする上流ユニット接続切替制御部を有し、
前記EPC機能部は前記無線基地局部に対し、前記下流ユニットとの間の前記下流ユニット間無線ベアラを一時的かつ強制的に切断する指示を行なう下流ユニット間無線ベアラ強制切断指示部を備える一方、前記無線基地局部は前記指示を受けて前記下流ユニット間無線ベアラの切断制御を行なう下流ユニット間無線ベアラ切断制御部を備え、
前記上流ユニット接続切替制御部は、前記上流ユニット間無線ベアラが切断されるに伴い、該上流ユニット間無線ベアラにより前記上流ユニットとして接続されていた無線通信ユニットである旧上流ユニットと、前記切替候補ユニットとのそれぞれに対する通信品質評価を行ない、前記通信品質評価の結果に基づいて新たな上流ユニットとして接続するべき無線通信ユニットを決定し、
前記上流ユニット接続切替制御部は、各前記無線通信ユニットからCQI参照信号を受信し、該CQI参照信号を用いてCQI情報を生成し、該CQI情報の内容に基づいて前記通信品質評価を行なう
ことを特徴とする無線通信ユニット。
A wireless communication unit configured to be mountable on a mobile body and for performing wireless network communication with a mobile terminal, comprising:
a radio base station unit to which the mobile terminal can be connected via a terminal radio bearer;
an EPC (Evolved Packet Core) function unit that is connected to the wireless base station unit by wire and functions as a higher-level network control unit for the wireless base station unit;
a relay wireless communication unit that is wired to the EPC function unit and can be connected to a wireless base station unit of an upstream unit (hereinafter referred to as an upstream wireless base station unit) that is a first separate wireless communication unit via an upstream inter-unit wireless bearer (hereinafter referred to as an upstream inter-unit wireless bearer);
the radio base station unit is connectable to a relay radio communication unit of a downstream unit (hereinafter referred to as a downstream relay radio communication unit) which is a second separate radio communication unit via a downstream inter-unit radio bearer (hereinafter referred to as a downstream inter-unit radio bearer);
The EPC function unit transmits a downstream unit radio bearer setting request to the radio base station unit, while the radio base station unit receives the downstream unit radio bearer setting request and establishes the downstream unit radio bearer together with the downstream relay radio communication unit,
The EPC function unit transmits a terminal radio bearer establishment request to the radio base station unit, and the radio base station unit receives the terminal radio bearer establishment request and establishes the terminal radio bearer together with the mobile terminal,
the relay wireless communication unit receives an upstream unit radio bearer setting request issued by an EPC function unit (hereinafter referred to as an upstream EPC function unit) of the upstream unit, and constructs the upstream unit radio bearer together with the upstream wireless base station unit in response to the upstream unit radio bearer setting request,
The EPC function unit transmits a terminal radio bearer establishment request to the radio base station unit, and the radio base station unit receives the terminal radio bearer establishment request and establishes the terminal radio bearer together with the mobile terminal, and further
The relay wireless communication unit includes an upstream unit radio bearer construction control unit that receives an upstream unit radio bearer setting request from the upstream unit candidate and controls construction of the upstream unit radio bearer by transmitting an attach request for constructing the upstream unit radio bearer to the upstream unit candidate radio base station unit only when the upstream unit is in a disconnected state and a new connection destination upstream unit candidate is detected, and
The radio base station unit includes a downstream unit radio bearer establishment control unit that notifies the EPC function unit of an attach request from a candidate downstream unit to be newly connected only when the downstream unit is in a non-connected state and the attach request is received from the candidate downstream unit, and receives a terminal radio bearer setting request from the EPC function unit to control establishment of the downstream unit radio bearer ;
the relay wireless communication unit has an upstream unit connection switching control unit that, when there is a switching candidate unit that is a wireless communication unit other than the upstream unit and can be wirelessly connected with higher quality than the upstream unit, switches connection to the switching candidate unit as a new upstream unit;
The EPC function unit includes a downstream unit radio bearer forced disconnection instruction unit that instructs the radio base station unit to temporarily and forcibly disconnect the downstream unit radio bearer between the downstream unit and the downstream unit, while the radio base station unit includes a downstream unit radio bearer disconnection control unit that receives the instruction and controls the disconnection of the downstream unit radio bearer,
the upstream unit connection switching control unit, when the upstream unit radio bearer is disconnected, performs a communication quality evaluation for each of the old upstream unit, which is a wireless communication unit connected as the upstream unit by the upstream unit radio bearer, and the switching candidate unit, and determines a wireless communication unit to be connected as a new upstream unit based on a result of the communication quality evaluation;
The upstream unit connection switching control unit receives a CQI reference signal from each of the wireless communication units, generates CQI information using the CQI reference signal, and performs the communication quality evaluation based on the content of the CQI information.
16. A wireless communication unit comprising:
前記上流ユニット接続切替制御部は、前記上流ユニットとの間の通信品質の低下により該上流ユニットとの接続が切断されるに伴い、前記切替候補ユニットに接続切り替えする請求項記載の無線通信ユニット。 2 . The wireless communication unit according to claim 1 , wherein the upstream unit connection switching control unit switches the connection to the switching candidate unit when the connection with the upstream unit is cut off due to a deterioration in communication quality with the upstream unit. 前記下流ユニット間無線ベアラ強制切断指示部は、接続中の前記下流ユニットとの距離を反映した下流ユニット距離情報を取得する下流ユニット距離情報取得部と、前記切替候補ユニットとの距離を反映した切替候補ユニット距離情報を取得する切替候補ユニット距離情報取得部と、取得された前記切替候補ユニット距離情報に反映される前記切替候補ユニットとの距離d1が、取得された下流ユニット距離情報に反映される前記下流ユニットとの距離dcよりも小さくなった場合に、前記下流ユニット間無線ベアラを一時的かつ強制的に切断する指示を行なう請求項又は請求項に記載の無線通信ユニット。 The wireless communication unit described in claim 1 or claim 2, wherein the inter-downstream unit radio bearer forced disconnection instruction unit includes a downstream unit distance information acquisition unit that acquires downstream unit distance information reflecting the distance to the connected downstream unit, a switching candidate unit distance information acquisition unit that acquires switching candidate unit distance information reflecting the distance to the switching candidate unit, and issues an instruction to temporarily and forcibly disconnect the inter-downstream unit radio bearer when the distance d1 between the switching candidate unit and the switching candidate unit reflected in the acquired switching candidate unit distance information becomes smaller than the distance dc between the downstream unit and the downstream unit reflected in the acquired downstream unit distance information . 前記無線通信ユニットの現在位置を取得する現在位置取得部が設けられ、前記下流ユニット距離情報取得部及び前記切替候補ユニット距離情報取得部は、前記下流ユニット及び前記切替候補ユニットからそれぞれの現在位置を取得し、それらの現在位置の情報に基づいて前前記下流ユニットとの距離及び前記切替候補ユニットとの距離を各々算出するものである請求項記載の無線通信ユニット。 A wireless communication unit as described in claim 3, provided with a current position acquisition unit for acquiring a current position of the wireless communication unit, and the downstream unit distance information acquisition unit and the switching candidate unit distance information acquisition unit acquire their respective current positions from the downstream unit and the switching candidate unit, and calculate the distance from the previous downstream unit and the distance from the switching candidate unit based on the information on their current positions. 前記下流ユニット間無線ベアラ強制切断指示部は、前記下流ユニット間無線ベアラを切断する指示を予め定められた時間間隔にて周期的に出力するものである請求項に記載の無線通信ユニット。 2. The wireless communication unit according to claim 1 , wherein the inter-downstream unit radio bearer forcible disconnection instruction unit periodically outputs an instruction to disconnect the inter-downstream unit radio bearer at a predetermined time interval. 前記EPC機能部は、前記無線基地局部の通信エリア内にて該無線基地局に前記端末用無線ベアラを介して接続中の複数の前記移動端末及び他の無線通信ユニットの前記中継無線通信部について、それら接続中の移動端末のノード特定情報を登録する接続中ノード登録部を備え、前記無線基地局部から転送されてくるIPパケットの送信先ノードを前記接続中ノード登録部の登録内容と照合し、前記送信先ノードが、前記接続中ノード登録部に登録されたノード特定情報のいずれかに対応する移動端末を示す場合には、前記IPパケットを該移動端末に前記無線基地局部にて折り返す形で転送する一方、前記送信先ノードが前記接続中ノード登録部に登録されていないノードを示す場合には前記IPパケットを前記中継無線通信部及び前記無線基地局部の少なくともいずれかから前記無線通信ユニット外の送信先に転送する制御を行なう請求項1ないし請求項のいずれか1項に記載の無線通信ユニット。 6. The wireless communication unit according to claim 1, wherein the EPC function unit includes a connected node registration unit that registers node identification information of a plurality of mobile terminals connected to the wireless base station via the terminal radio bearer within the communication area of the wireless base station and the relay wireless communication units of other wireless communication units, and compares a destination node of an IP packet transferred from the wireless base station with the registration contents of the connected node registration unit, and when the destination node indicates a mobile terminal corresponding to any of the node identification information registered in the connected node registration unit, transfers the IP packet to the mobile terminal by looping it back at the wireless base station, while when the destination node indicates a node not registered in the connected node registration unit, transfers the IP packet from at least one of the relay wireless communication unit and the wireless base station to a destination outside the wireless communication unit. 移動体上に搭載可能に構成され、無線ネットワーク通信を移動端末との間で行なうための無線通信ユニットであって、前記移動端末が端末用無線ベアラを介して接続可能な無線基地局部と、前記無線基地局部に有線接続され、該無線基地局部に対する上位ネットワーク制御部として機能するEPC(Evolved Packet Core)機能部と、前記EPC機能部に有線接続されるとともに、第一の別の無線通信ユニットである上流ユニットの無線基地局部(以下、上流無線基地局部という)と上流側のユニット間無線ベアラ(以下、上流ユニット間無線ベアラという)を介して接続可能な中継無線通信部とを備え、前記無線基地局部は、第二の別の無線通信ユニットである下流ユニットの中継無線通信部(以下、下流中継無線通信部という)と下流側のユニット間無線ベアラ(以下、下流ユニット間無線ベアラという)を介して接続可能とされ、前記EPC機能部は下流ユニット間無線ベアラ設定要求を前記無線基地局部に送信する一方、前記無線基地局部は前記下流ユニット間無線ベアラ設定要求を受けて前記下流中継無線通信部とともに前記下流ユニット間無線ベアラを構築するものであり、前記EPC機能部は端末用無線ベアラ設定要求を前記無線基地局部に送信する一方、前記無線基地局部は前記端末用無線ベアラ設定要求を受けて前記移動端末とともに前記端末用無線ベアラを構築するものであり、前記中継無線通信部は、前記上流ユニットのEPC機能部(以下、上流EPC機能部という)が発行する上流ユニット間無線ベアラ設定要求を受信し、該上流ユニット間無線ベアラ設定要求を受けて前記上流無線基地局部とともに前記上流ユニット間無線ベアラを構築するものであり、前記EPC機能部は端末用無線ベアラ設定要求を前記無線基地局部に送信する一方、前記無線基地局部は前記端末用無線ベアラ設定要求を受けて前記移動端末とともに前記端末用無線ベアラを構築するものであり、さらに、前記中継無線通信部は、上流ユニットが非接続の状態であって、かつ新たな接続先となる上流ユニットの候補を検出した場合にのみ、該上流ユニットの候補の無線基地局部に対し前記上流ユニット間無線ベアラを構築するためのアタッチ要求を送信することにより、前記上流ユニットの候補から前記上流ユニット間無線ベアラ設定要求を受信して前記上流ユニット間無線ベアラを構築する制御を行なう上流ユニット間無線ベアラ構築制御部を備える一方、前記無線基地局部は、前記下流ユニットが非接続の状態であって、かつ新たに接続される下流ユニットの候補からのアタッチ要求を受信した場合にのみ、該アタッチ要求を前記EPC機能部に通知するとともに、該EPC機能部からの前記端末用無線ベアラ設定要求を受信して前記下流ユニット間無線ベアラを構築する制御を行なう下流ユニット間無線ベアラ構築制御部を備える無線通信ユニットが複数配置された無線通信ユニット群からなり、
該無線通信ユニット群は、互いに隣接する無線通信ユニット対の基地局セルが一部重なる位置関係で前記ユニット間無線ベアラにより接続されるとともに、
前記無線通信ユニット対の一方に接続された移動端末と他方に接続された移動端末とが、前記無線通信ユニット対及び該無線通信ユニット対を接続する前記ユニット間無線ベアラを介してIPパケットの送受信を行ない、
前記中継無線通信部は、前記上流ユニットとは別の無線通信ユニットであって前記上流ユニットよりも高品質にて無線接続可能な切替候補ユニットが存在する場合に、新たな上流ユニットとして該切替候補ユニットに接続切り替えする上流ユニット接続切替制御部を有し、
各前記無線通信ユニットにおいて、
前記EPC機能部は前記無線基地局部に対し、前記下流ユニットとの間の前記下流ユニット間無線ベアラを一時的かつ強制的に切断する指示を行なう下流ユニット間無線ベアラ強制切断指示部を備える一方、前記無線基地局部は前記指示を受けて前記下流ユニット間無線ベアラの切断制御を行なう下流ユニット間無線ベアラ切断制御部を備え、
前記上流ユニット接続切替制御部は、前記上流ユニット間無線ベアラが切断されるに伴い、該上流ユニット間無線ベアラにより前記上流ユニットとして接続されていた無線通信ユニットである旧上流ユニットと、前記切替候補ユニットとのそれぞれに対する通信品質評価を行ない、前記通信品質評価の結果に基づいて新たな上流ユニットとして接続するべき無線通信ユニットを決定し、
前記上流ユニット接続切替制御部は、各前記無線通信ユニットからCQI参照信号を受信し、該CQI参照信号を用いてCQI情報を生成し、該CQI情報の内容に基づいて前記通信品質評価を行なう
ことを特徴とする無線ネットワークシステム。
A wireless communication unit configured to be mountable on a mobile body and for performing wireless network communication with a mobile terminal, the wireless communication unit comprising: a wireless base station section to which the mobile terminal can be connected via a terminal wireless bearer; an EPC (Evolved Packet Core) function section that is wired-connected to the wireless base station section and functions as an upper network control section for the wireless base station section; and a relay wireless communication section that is wired-connected to the EPC function section and can be connected to a wireless base station section of an upstream unit (hereinafter referred to as an upstream wireless base station section) that is a first separate wireless communication unit via an upstream inter-unit wireless bearer (hereinafter referred to as an upstream inter-unit wireless bearer), the wireless base station section can be connected to a relay wireless communication section of a downstream unit (hereinafter referred to as a downstream relay wireless communication section) that is a second separate wireless communication unit via a downstream inter-unit wireless bearer (hereinafter referred to as a downstream inter-unit wireless bearer), and the EPC function section transmits a downstream inter-unit wireless bearer setting request to the wireless base station section. The EPC function unit transmits a terminal radio bearer setting request to the radio base station unit, while the radio base station unit receives the inter-downstream unit radio bearer setting request and establishes the inter-downstream unit radio bearer together with the downstream relay radio communication unit, the EPC function unit transmits a terminal radio bearer setting request to the radio base station unit, while the radio base station unit receives the terminal radio bearer setting request and establishes the terminal radio bearer together with the mobile terminal, and the relay radio communication unit receives an upstream unit radio bearer setting request issued by an EPC function unit of the upstream unit (hereinafter referred to as an upstream EPC function unit) and establishes the upstream unit radio bearer together with the upstream EPC function unit in response to the upstream unit radio bearer setting request. and constructs the radio bearer between the upstream units together with a radio base station unit, and the EPC function unit transmits a terminal radio bearer setting request to the radio base station unit, while the radio base station unit receives the terminal radio bearer setting request and constructs the terminal radio bearer together with the mobile terminal. Furthermore, only when the upstream unit is in a disconnected state and a candidate upstream unit to be a new connection destination is detected, the relay radio communication unit transmits an attach request for constructing the radio bearer between the upstream units to the radio base station unit of the candidate upstream unit, thereby detecting the upstream unit from the candidate upstream unit. a radio bearer establishment control unit between upstream units that receives a radio bearer establishment request between upstream units and controls the establishment of the radio bearer between the upstream units, while the radio base station unit notifies the EPC function unit of an attach request only when the downstream unit is in a disconnected state and receives an attach request from a candidate downstream unit to be newly connected, and the radio base station unit is made up of a radio communication unit group in which a plurality of radio communication units are arranged, the radio base station unit including a radio bearer establishment control unit between downstream units that receives the radio bearer establishment request for the terminal from the EPC function unit and controls the establishment of the radio bearer between the downstream units,
The wireless communication unit groups are connected by the inter-unit wireless bearers in a positional relationship in which the base station cells of adjacent wireless communication unit pairs partially overlap each other,
A mobile terminal connected to one of the pair of wireless communication units and a mobile terminal connected to the other of the pair of wireless communication units transmit and receive IP packets via the pair of wireless communication units and the inter-unit wireless bearer connecting the pair of wireless communication units;
the relay wireless communication unit has an upstream unit connection switching control unit that, when there is a switching candidate unit that is a wireless communication unit other than the upstream unit and can be wirelessly connected with higher quality than the upstream unit, switches connection to the switching candidate unit as a new upstream unit;
In each of the wireless communication units,
The EPC function unit includes a downstream unit radio bearer forced disconnection instruction unit that instructs the radio base station unit to temporarily and forcibly disconnect the downstream unit radio bearer between the downstream unit and the downstream unit, while the radio base station unit includes a downstream unit radio bearer disconnection control unit that receives the instruction and controls the disconnection of the downstream unit radio bearer,
the upstream unit connection switching control unit, when the upstream unit radio bearer is disconnected, performs a communication quality evaluation for each of the old upstream unit, which is a wireless communication unit connected as the upstream unit by the upstream unit radio bearer, and the switching candidate unit, and determines a wireless communication unit to be connected as a new upstream unit based on a result of the communication quality evaluation;
The upstream unit connection switching control unit receives a CQI reference signal from each of the wireless communication units, generates CQI information using the CQI reference signal, and performs the communication quality evaluation based on the content of the CQI information.
A wireless network system comprising:
前記ユニット間無線ベアラにより接続された複数の前記無線通信ユニットの各前記EPC機能部は、前記無線基地局部の通信エリア内にて該無線基地局に前記端末用無線ベアラを介して接続中の複数の前記移動端末及び他の無線通信ユニットの前記中継無線通信部について、それら接続中の移動端末のノード特定情報を登録する接続中ノード登録部を備え、前記無線基地局部から転送されてくるIPパケットの送信先ノードを前記接続中ノード登録部の登録内容と照合し、前記送信先ノードが、前記接続中ノード登録部に登録されたノード特定情報のいずれかに対応する移動端末を示す場合には、前記IPパケットを該移動端末に前記無線基地局部にて折り返す形で転送する一方、前記送信先ノードが前記接続中ノード登録部に登録されていないノードを示す場合には前記IPパケットを前記中継無線通信部及び前記無線基地局部の少なくともいずれかから前記無線通信ユニット外の送信先に転送する制御を行なう請求項に記載の無線ネットワークシステム。 8. The wireless network system according to claim 7, wherein each of the EPC function units of the plurality of wireless communication units connected by the inter-unit wireless bearer includes a connected node registration unit which registers node identification information of the plurality of mobile terminals connected to the wireless base station via the terminal wireless bearer within the communication area of the wireless base station unit and the relay wireless communication units of other wireless communication units, and compares a destination node of an IP packet transferred from the wireless base station unit with the registration contents of the connected node registration unit, and when the destination node indicates a mobile terminal corresponding to any of the node identification information registered in the connected node registration unit, transfers the IP packet to the mobile terminal by looping it back at the wireless base station unit, while when the destination node indicates a node not registered in the connected node registration unit, transfers the IP packet from at least one of the relay wireless communication unit and the wireless base station unit to a destination outside the wireless communication unit. 前記EPC機能部は、共有化された前記中継無線通信部の前記ノード特定情報に基づき、前記IPパケットの転送テーブルを作成し、該転送テーブルを参照して前記IPパケットの転送制御を行なうとともに、前記無線ネットワークシステムに含まれる前記無線通信ユニットの数の増加、減少、及び接続順序の変更がなされた場合に、前記転送テーブルの内容を更新するものである請求項記載の無線ネットワークシステム。
The wireless network system of claim 8, wherein the EPC functional unit creates a forwarding table for the IP packets based on the node identification information of the shared relay wireless communication unit, controls the forwarding of the IP packets by referring to the forwarding table, and updates the contents of the forwarding table when the number of wireless communication units included in the wireless network system is increased or decreased, or the connection order is changed.
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